JPH0448246B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は、タツチパネル装置、特に使用者が指
等によりタツチ感応表面にタツチした任意の位置
を決定するタツチパネル装置に関する。 本発明は使用者が選択する情報を表示する各種
の表示装置に広く応用し得る。一例として、使用
者が質問に応答する為に選択し、タツチするラツ
プヘルド（膝のせ）型タブレツトへの応用があ
る。他の例として、コンピユータ情報処理システ
ムに接続した陰極線管（CRT）端末の如き表示
画面上の情報項目を使用者が選択する装置への応
用がある。 〔従来の技術及び発明が解決しようとする問題
点〕 表示画面上に複数のタツチ区分の設定パターン
を有するタツチパネルを配置したCRT表示端末
装置は周知である。この端末装置では上記パター
ンのどの区分へのタツチにも応答し、その区分の
位置を確認できる。このようなシステムでは静電
容量検出技術を採用しているのが一般的である。
即ち、コントローラは絶えずタツチパネル面に走
査信号を送り続け、タツチを検出するまでタツチ
区分の監視を続ける。使用者がタツチ区分の１つ
にタツチすると、使用者の身体の静電容量が、こ
の回路に加えられる。コントローラはこの静電容
量の変化を検出し、そのタツチ区分を確認する。 このようなタツチ応答型端末装置の一例はユタ
州ソルト・レイク・シテイのRGBダイナミツク
ス社により製造されている。この装置では、タツ
チ感応表面はガラス基板に被着したインジウム・
スズ酸化物より構成されている。この表面被覆は
各タツチ区分が分離するようパターン化して電気
的検出回路と導体により接続している。このよう
にパターン化すると、パターン化したタツチ区分
の寸法でタツチ検出分解能が制限されてしまう。
また、タツチ検出自体、形成したタツチ区分の特
定パターンに制限されてしまう。更に、パターン
化した各タツチ区分と電気的接触をする複雑な配
線も必要である。このような複雑な接続構造では
簡単な構造のものに比べ故障し易く経費もかか
る。 他の周知の実用例としては、画面上に透明な機
械的スイツチを配置したものがある。カリフオル
ニア州シルマーのシエラシン・イントレツクス・
プロダクツ社がこの型のスイツチをトランスフレ
ツクス（Transflex）の商標で販売している。こ
の型の装置では複数の薄膜シートを用い、使用者
がタツチするとシート間を押圧して電気的接触さ
せている。この薄膜シートのある位置を押圧する
と、電流が特定回路に流れて、その押圧位置が確
認される。他の薄膜型タツチパネルはドーマン等
による米国特許第4484038号公報に開示されてい
る。 また、マサチユーセツツ州アンドーバーのドー
マン・ホドノフ社の製品カタログによれば、パタ
ーン化していない薄膜を用いたタツチ・パネル・
スイツチの1000シリーズタツチ・スクリーン装置
の従来技術がある。この1000シリーズタツチ・パ
ネル装置は、タツチ・スクリーンのＸ及びＹ軸間
のスイツチング電流によつて透明タツチ・スクリ
ーン上のスイツチの開閉を検出するコントローラ
を具えている。このタツチ・スクリーンの種々の
スイツチを通過した電流は電圧に変換され、次に
アナログＸ／Ｙ信号更にデジタルＸ／Ｙ位置座標
に変換される。このような薄膜型スイツチ装置で
は、薄膜はキズがつき易い。また、この装置に用
いられている多層膜により、光の反射率が高くな
り、光の等価率及び分解能が比較的低くなり易い
という欠点がある。 タツチパネルの周囲に光源及び検出器のアレイ
を形成して、タツチパネル上のタツチした位置を
検出する方法も周知である。或は、超音波発振器
及び超音波検出器のアレイをタツチパネルの周囲
に形成することもある。いずれの場合でも、信号
源及び検出器は電気的システムと接続していて、
信号源から検出器に送られる信号がパネルにタツ
チすることにより妨害されるのに応じてその位置
を検出する。 他の静電容量タツチ検出装置はNg等による米
国特許第4476463号公報に開示されている。この
特定装置には導電性タツチ感応被覆表面が用いら
れ、この被覆には４本の細長い導電性バー状電極
が接続されている。このタツチ感応被覆の各辺に
このバー状電極が１本ずつ設けられている。この
特許公報に記載されている如く、静電容量性タツ
チによつてタツチ検出表面を含む抵抗−静電容量
（Ｒ−Ｃ）回路に起こるインピーダンスの変化が
測定される。このインピーダンス測定をするに
は、２本の交差する直線軸の各端部より繰返し行
われる測定により上記Ｒ−Ｃ回路の時定数を測定
する。この測定結果を総合してタツチした位置を
検出する。この特許の一実施例では、交流測定信
号が電極に入力し、その信号に応じて発生する電
圧波形がこの電極で監視される。この測定信号の
周波数は監視される電圧波形が選択した条件に達
するまで変化する。この選択した条件と合う測定
信号周波数より、信号の入力した電極上に於ける
タツチ位置を決めることができる。他の実施例で
は、２つの選択した幅の直流信号を連続的に電極
に加えている。この信号の入力した電極上に於け
るタツチ位置は電極に加えた２つの直流信号によ
る電極での電圧から決めることができる。即ち、
第１測定信号はタツチにより生じた静電容量を含
んだタツチ感応被覆の静電容量を既知のレベルま
で充電する。それから、第２測定信号はタツチ感
応被覆の抵抗を介して部分的に放電させる。この
部分的放電後に残る電極電圧により電極上に於け
るタツチの位置を求めることができる。この特許
公報に記載されている回路は入力信号の周波数を
変化させたり、２つの連続した直流信号を入力さ
せたりする必要性がある等、相当複雑になるとい
う欠点があつた。 タツチ感応表面を有する別のタツチ・パネル装
置がペツパー・ジユニアによる米国特許第
4353552号公報に開示されている。この装置によ
れば、使用者は指又は他の身体の部分又は導電性
のスタイラス等でタツチ感応表面にタツチする。
このタツチ感応表面の複数の終端部（即ち、４つ
の角Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）は発振器により同じ瞬時レ
ベルに同時に駆動される。タツチ感応表面にタツ
チすると、電流がこれら終端部を介して流れ、使
用者のタツチによるインピーダンス変化とは無関
係に、これらの電流によつてタツチのＸ及びＹ座
標が決められる。この方法ではタツチの位置決定
が不正確になるという問題があり、且つある応用
例では有用であるインピーダンス情報がなくなる
という欠点がある。一実施例では、ペツパーはタ
ツチ位置の圧力が閾値を越えると感応する圧力セ
ンサも用いている。このようなタツチ位置決定方
法により、ビデオ・ゲームの遊戯中に銃を発射す
るというような２つの作用を制御し得る。 以上の多くのタツチパネル装置の精度は使用環
境内のノイズの影響により低下する。特に、
CRTフライバツク信号の如き一定周波数の干渉
信号スペクトルによつて起こる。また、表示装置
によつてはフライバツク信号の周波数は装置の動
作につれて変化するものもある。この事が、その
ような信号の影響を補償するのを困難にしてい
る。従来斯る欠点を解決したタツチパネル装置が
存在しなかつた。 従つて、従来技術の以上の欠点を解消し、且つ
タツチ感応表面をパターン化していないタツチパ
ネル装置の実現が要望されている。 〔発明の目的〕 従つて、本発明の目的は改良型のタツチ応答型
表示装置を提供することである。 本発明の他の目的は装置の動作中にCRTの水
平フライバツク信号等からの一定周波数の干渉信
号スペクトルの影響を最小にするタツチパネル装
置を提供することである。 〔発明の概要〕 本発明のタツチパネル装置は人間の指等でタツ
チパネルのタツチ感応表面上のどこにタツチして
もそのタツチを検出する。このタツチ感応表面上
のタツチ位置を決める回路が設けられている。こ
のタツチ位置は典型的には針によつて正確にタツ
チしたものとしてＸ−Ｙ座標系により決められ
る。 このタツチ位置は、交流電圧パネル走査信号を
タツチ感応表面に選択的に印加し、それから発生
するタツチ信号（即ち電流）により決定される。 一走査方法によれば、これらパネル走査信号は
タツチ感応表面の第１辺から反対側の第２辺まで
第１方向に交流電圧勾配を形成するように印加さ
れる。このように走査され、使用者がタツチ感応
表面にタツチすると、第１タツチ電流が使用者を
介して流れ、検出される。更に、共通の交流電圧
パネル走査信号がタツチ感応表面の第１及び第２
辺の両辺に同時に印加されると、インピーダン
ス・タツチ電流が使用者を介して流れ、検出され
る。この第１方向に関するタツチ位置が検出され
た第１及びインピーダンス・タツチ電流により決
められる。また、交流電圧走査パネル信号がタツ
チ感応表面の第３辺から第４辺まで第２方向に交
流電圧勾配を形成するように印加される。パネル
がタツチされると、第２タツチ電流が流れ、検出
される。一般に、第１及び第２方向は互いに直交
していて、Ｘ−Ｙ座標系に対応している。それか
ら、タツチ位置は第１、第２、及びインピーダン
ス・タツチ電流によりこのＸ−Ｙ座標系に対して
決められる。他の適当な走査法を採用してもよ
い。 本発明をより具体的に述べると、タツチ電流を
処理するパネル出力信号処理回路手段を設けてい
る。周波数制御入力端を有する信号源は、入力す
る周波数制御信号に応じてパネル走査信号の周波
数を変化させる。また、この処理回路手段に含ま
れているプロセツサ回路（MPU）は、装置の使
用環境内のCRTフライバツク信号等の一定周波
数の干渉信号スペクトルからパネル走査信号の周
波数を遠ざけるように変化させる周波数制御信号
を自動的に発生する。 本発明の一側面として、タツチパネル装置のタ
ツチ電流は非タツチ状態の時に零化される。この
零化を行う頻度が予め設定した割合より高くなる
と、パネル走査信号の周波数は自動的に零化動作
の頻度が減少する方向に変化する。 本発明の付加的側面として、MPUがこの周波
数の変更方向を決定する。 タツチ位置は使用者の指と同様に導電性のスタイ
ラスでタツチされても求めることができる。ま
た、手袋をしてタツチした場合でも手袋が導電性
物質であるか、或いは導電性でなくとも充分に薄
くてパネル走査信号の周波数で容量性タツチ電流
を測定できれば、正確にタツチ位置を求められ
る。このようなタツチ電流を生じさせるようなも
のであれば、他の方法でタツチしてもよい。ここ
に述べたように、手袋をした指とかスタイラスと
かによるタツチは、タツチ電流を生じさせるよう
な物に限定されると理解されたい。 〔実施例〕 概 説 第１図に示すように、本発明のタツチパネル装
置は表示画面１４を有する表示装置１２を具えて
いる。図の表示装置はCRTコンピユータ端末装
置を含むので、表示画面１４はCRTの表面を含
んでいる。光学的に透明なタツチパネル１６が画
面１４に重ねられているので、タツチパネル１６
は透過して画面１４を見ることができる。これは
光学的透明ということであり、画面１４上の画像
がタツチパネル１６を介して見えるということで
ある。他の応用例では表示装置１２を削除する。
例えば、質問及び回答シートのような情報を含ん
だ一枚の用紙をタツチパネル１６の下に置き、こ
の質問及び回答シートに関するデータを入力する
のにタツチパネル１６を利用してもよい。別の応
用例では、タツチパネル１６は透明でなくてもよ
い。例えば、タツチパネル１６を単にデータ入力
パツドとして用い、タツチした位置によつてコン
ピユータ或いは他の装置にデータを入力してもよ
い。 タツチパネル１６はガラス或いは他の光学的透
過性物質の基板を含み、その基板の外側表面上に
は導電性被覆１８を被着している。被覆１８はタ
ツチ・パネルを施して表示画面１４全体を覆つて
もよく、或いは画面の一部のみを覆つて、そこに
使用者の選択項目（メニユ）を表示するようにし
てもよい。 第２図に概要を示しているように、（詳細は後
述する）被覆１８は、複数の電気的コンタクト或
いは電極（この場合20個のＡ乃至Ｔのコンタク
ト）を有するタツチ感応表面を含んでいる。これ
らのコンタクトの第１組２２、即ちＰ乃至Ｔのコ
ンタクトはタツチ感応表面１８の１辺に１列に配
置している。コンタクトの第２組２４、即ちＦ乃
至Ｊのコンタクトは第１組２２の対向する辺に１
列に配置している。つまり、第１及び第２組２２
及び２４はタツチ感応表面１８の第１方向の両端
に夫々位置する離れた列を形成している。コンタ
クトの第３組２８、即ちＫ乃至Ｏのコンタクトは
タツチ感応表面１８の下側（第３）辺に１列に配
置している。また、コンタクトの第４組２６、即
ちＡ乃至Ｅのコンタクトはこの面の上側（第４）
辺に１列に配置している。従つて、第３及び第４
組２８及び２６はタツチ感応表面の第２方向の両
端に互いに離れて位置している。これらコンタク
トは約0.2平方インチの空気乾燥した銀接触塗料
スポツトであつてもよい。各コンタクトには電気
的接触を容易にするため導線が接続されている。
歪を軽減する為、コンタクトとの接続部分、付近
の各導線の一部はエポキシ樹脂などでタツチパネ
ル基板の縁に固定してもよい。 この構成では、コンタクトの第１及び第２組２
２及び２４は、タツチパネルの水平方向の対向す
る両端に離れて位置している。別のコンタクトの
組２６及び２８はタツチパネルの鉛直方向の対向
する両端に夫々離れて位置している。コンタクト
の各組は必ずしも１列に並んでいなくともよい
が、各組が夫々直線上にあり、且つ第１及び第２
方向が互いに垂直であれば、コンタクトにより基
準座標系が定義される。タツチ位置はこの座標系
に従つて、以下に説明する回路により求められ
る。更に、タツチ・パネルを固定し、校正してお
けば、コンタクトは画面１４に関して既知の位置
にある。従つて、タツチ感応表面１８上でのタツ
チ位置を求めれば、これに対応する画面１４上で
の位置を求めることができる。本発明はこの特定
のコンタクトの構成に限定されるものではないこ
とに留意されたい。また、タツチ感応表面の各辺
に設けたコンタクトの数は増減してもよい。 第２図のタツチ位置検出システムでは、タツチ
感応表面１８上で２つの方向に関してタツチ位置
を求めるのに、対向するコンタクトの組のペア２
２，２４及び別のペア２６，２８の２つのペアを
用いている。もし、１方向に関してのみタツチ位
置を求めるのなら、一方のペアのみが使用され
る。即ち、コンタクトの組２２及び２４は第１
（Ｘ）方向のタツチ位置を求めるのに用いられ、
また、組２６及び２８は第２（Ｙ）方向のタツチ
位置を求めるのに用いられる。 また、第１図及び第２図を参照すると、関数発
生器即ち、可変周波数信号源３０は出力端３６に
交流電圧タツチパネル走査信号を出力する。パネ
ル駆動増幅器３８はパネル走査信号を受け、この
信号を増幅し、出力端４０に出力したその信号を
タツチパネル駆動変成器４４の１次巻線４２に供
給する。これは変成器の２次巻線４６の両端、即
ち信号プラス（SIG＋）出力端４８及び信号マイ
ナス（SIG−）出力端５０間に交流電圧を発生さ
せる。マルチプレクサ（即ちスイツチ回路）５２
により、２次巻線の出力端４８及び５０からのパ
ネル走査信号を、以下に説明するように、選択的
にタツチパネル・コンタクトの組に加える。これ
らパネル走査信号に応じて、パネル出力タツチ信
号（即ち、タツチ電流信号）がタツチ感応表面が
タツチされると変成器４４の中央タツプ５４に発
生する。これらタツチ電流信号は、パネル出力信
号処理回路５６で処理され、タツチ位置及び他の
情報が求められる。 このパネル出力信号処理回路では、中央タツプ
５４からのタツチ電流信号は線路６０を伝わり、
電流検出演算増幅器のようなタツチ電流検出器６
２に送られる。この検出器６２の出力は中央タツ
プ５４からのタツチ電流信号に対応している。こ
の検出器６２の出力は出力線６４に出力され、フ
イルタ６６（第３Ｂ図）を介してアナログ・マル
チプライヤ６９の１入力端６８へ送られる。可変
周波数信号源３０の交流電圧基準出力は線路７０
によつて、マルチプライヤ基準回路７２と接続し
ている。このマルチプライヤ基準回路７２から出
力するマルチプライヤ基準電圧信号は、線路７４
を伝わり、アナログ・マルチプライヤ６９の基準
入力端７６に入力する。この基準電圧信号によ
り、アナログ・マルチプライヤ６９の乗算とタツ
チ感応表面１８に入力する交流電圧信号とが同期
する。 この乗算されたタツチ電流信号は線路７８を経
て増幅器とフイルタ回路８０に送られる。この回
路８０の出力は線路８２に出力し、積分回路タイ
ミング・スイツチ８４を介して、これらの信号を
積分する積分回路８６に入力する。この積分回路
タイミング・スイツチ８４は積分タイミング信号
（）に応じて、積分期間中に閉じる。この積
分タイミング信号（）は後述するように発
生し、積分タイミング入力端子８８に入力する。
このスイツチ８４が閉じると、積分回路８６に送
られた信号が、そこで積分される。積分回路８６
は互いに並列な積分コンデンサ９０及び増幅器９
２を含んでいる。これらに加えて、積分コンデン
サ放電スイツチ９４も内蔵し、このスイツチは線
路９６の放電信号（）に応じて選択的に積分
コンデンサ９０を放電させる。この放電信号
（）、（即ち積分回路の零化信号）の発生につ
いては後述する。この積分されたタツチ電流信号
は線路９８を経て、信号をデジタル化するアナロ
グ・デジタル変換器回路即ちADC１００に入力
する。このデジタル化された信号はデータ・バス
１０２，１０４を経て、MPU１０８のデータ入
力端１０６に送られる。MPU１０８は他の処理
の合間に、タツチ電流信号からタツチ位置及び他
の所望の情報を計算する。 MPU１０８は、バス１０４，１１０、並列出
力ラツチ１１２及びバス１１３を介してコンピユ
ータ１１４と接続している。このコンピユータ１
１４は線路１１６により表示端末装置１２と接続
している。このように接続したことにより、コン
ピユータ１１４を用いて選択した情報を画面１４
上に表示させることができる。また、コンピユー
タ１１４により、タツチ位置に応じて表示情報を
ソフトウエアに従つて変更してもよい。このよう
に、所望の応用に適合するように従来の手法によ
り実現できる。MPU１０８はバス１１８によつ
て周知のRS232型通信インターフエース回路１２
０にも接続している。これによつて、タツチパネ
ルで遠方のデータ処理局と通信回線を介して通信
できる。このインターフエース回路１２０には典
型的な例として直列データ出力端１２２を設けて
いる。 MPU１０８からの制御信号はM0及びM1出力
端から夫々線路１２４及び１２６を経てマルチプ
レクサ５２へ送られる。これらの制御信号によ
り、マルチプレクサ５２はパネル走査信号をコン
タクトの所望の組へと接続する。このようにし
て、タツチ位置を決めるタツチ電流信号が発生す
る。典型的な走査方法については後述する。 第１図のパネル出力信号処理回路５６はデコー
ダ・デマルチプレクサ１３０も含んでいる。デコ
ーダ・デマルチプレクサ１３０はMPU１０８か
らの線路１３２，１３４及び１３６の入力信号を
デコードし、それに応じて、タツチパネル回路の
種々の機能を制御する信号を出力する。例えば、
デコーダ・デマルチプレクサ１３０は線路８８に
積分タイミング信号（）を出力する。この
信号を受けるとスイツチ８４が閉じて、タツチ位
置の決定が必要になるとタツチ電流信号の積分が
始まる。この積分は信号のパルス幅の期間
続く。デコーダ・デマルチプレクサ１３０は線路
９６に積分コンデンサ放電信号（）も出力す
る。この信号によりスイツチ９４が閉じて、積分
コンデンサ９０は各連続的な積分の前に放電され
る。MPU１０８は信号源３０の基準出力から出
た線路１４０上の同期信号を受ける同期入力端を
有する。従つて、積分はパネル走査信号のタツチ
感応表面１８への印加と同期している。デコー
ダ・デマルチプレクサ１３０は線路１４２で
ADC１００にも接続している。ADC１００は積
分されたタツチ信号をデジタル変換した信号を
MPU１０８に送る。 ADC１００が所望の範囲内の値の出力を発生
すればより正確なタツチ電流及びタツチ位置の決
定が行える。もしこれが小さすぎると、タツチ電
流の小さな変動が見のがされ、スプリアス信号の
影響がより大きくなる。もし大きすぎればADC
１００はオーバーフローして、不正確なタツチ電
流信号の指示を与える。このような可能性を最小
にする為、MPU１０８はADC１００の出力値を
監視している。この値が所望の範囲外のとき、
MPU１０８はデコーダ・デマルチプレクサ１３
０に送る積分タイミング制御信号のパルス幅を調
整する。これに応じて信号のパルス幅、即
ち積分期間が調整され、ADC１００の出力が所
望のレベルまで戻される。これによつて、広範囲
にタツチ電流が変化するように条件が広範囲に変
化しても、容易にこのパネル装置を使用できる。
例えば、タツチ感応表面１８へのタツチがスタイ
ラスの使用によるものとか、指や他の身体部分と
か、或いはたとえ手袋をした指であつてもよい。 自動零化回路１５０はタツチ感応表面がタツチ
されない時、変成器４４の中央タツプ５４のタツ
チ電流信号を０にするように調整する。この零化
後、中央タツプ５４に電流が存在すると、（少く
ともノイズ閾値レベル以上の電流があると）、そ
れはタツチ感応表面がタツチされたことを指示す
る。一般に自動零化回路１５０は、タツチされな
い状況下では中央タツプ５４に自動的に適当なオ
フセツト電流を供給し、その中央タツプの電流を
全て打ち消して０にする。 これを実行する為、第１図の自動零化回路で
は、実質的な静電容量性負荷をパネル走査出力の
１つ（この場合、線路１５２を介してSIG＋出力
端４８）に選択的に接続している。自動零化回路
１５０はMPU１０８からバス１０４及び１５４
を介して入力する零化信号に応答する。自動零化
回路１５０によりSIG＋出力端４８と接続された
実質的静電容量性負荷の値は零化信号に応じて変
化し、それによつて零化動作に影響する。典型的
に、オフセツト零化コンデンサ１５８がSIG−パ
ネル走査出力端５０と接続し、中央タツプ５４に
自動零化回路から供給されるオフセツト電流と逆
の方向に初期オフセツト電流を供給する。その結
果、自動零化回路１５０によりSIG＋パネル走査
出力端４８に静電容量が加えられると、コンデン
サ１５８から流れる初期オフセツト電流と他の周
辺信号とが釣り合う。別のオフセツト・コンデン
サ１６８がスイツチ１７０により選択的にSIG−
パネル走査出力端５０に接続される。スイツチ１
７０はマルチプレクサ５２から線路１７２に出力
する信号に応じて、インピーダンス・タツチ電流
の決定中に閉じられる。コンデンサ１５８及び１
６８が両方共この回路に接続されると、インピー
ダンス・タツチ電流の決定中に生じる典型的な電
流漏れがより大きくなるので、初期オフセツト電
流はより大きくなる。 第１図のパネル出力信号処理回路５６は、自動
周波数制御手段も含んでいる。これはタツチパネ
ル装置が使用されている環境での、CRT水平フ
ライバツク信号のような一定周波数の混信スペク
トルによつて影響を受けないレベルまでパネル走
査信号の周波数を変化させるためのものである。
ここで用いた「一定周波数の混信スペクトル」と
は、タツチパネル装置と併用する装置によつて典
型的に発生する周期信号及びそれらの高調波信号
を言う。この用語はCRT表示装置の変動する多
重水平フライバツク信号のように、ある時間一定
で、その後別の一定値に変化するような信号も含
んでいる。これは、またタツチパネル装置のパネ
ル励起周波数の調整可能速度より遅い速度で変化
する周辺ノイズ信号も含んでいる。タツチパネル
装置をこのような一定周波数混信スペクトルの周
波数付近で動作させると、タツチ位置の決定を著
しく損ない、場合によつては決定したタツチ位置
が全く信頼性を欠くものになる。 第１図の構成に於て、信号源３０は可変周波数
信号発生器を内蔵している。この信号源３０は周
波数制御入力端１７６を有し、ここに入力する周
波数制御信号に応じて可変の交流電圧出力信号を
線路３６，７０に出力する手段を内蔵している。
MPU１０８の制御により、自動周波数制御回路
１７８は周波数制御信号を出力し、周波数制御入
力端１７６に線路１８０を介して送る。より具体
的にはMPU１０８が周波数調整を必要と判断し
た時点で、デジタル周波数制御信号がバス１０４
及び１８２を経て自動周波数制御回路１７８へ送
られる。デジタル・アナログ変換器（DAC）１
８４はデコーダ・デマルチプレクサ１３０からの
線路１８６の信号に応じて、バス１８２から入力
した周波数制御信号を自動周波数制御回路に伝え
る。典型的には、周波数の調整は零化調整の頻度
が高くなり過ぎた時、零化調整の頻度が減少させ
るレベルまで動作周波数を変化させる目的が行わ
れる。MPU１０８はこの周波数の変化方向（増
加又は減少）も予め定める。 第１図のタツチ・パネル装置は過大なタツチ電
流からパネル出力信号処理回路５６及びタツチ感
応表面１８を保護するという特徴もある。具体的
に、MPU１０８はタツチ電流が最大安全閾値を
越え、積分回路８６がその信号を最小積分期間積
分していることを判断していると仮定する。この
場合、MPU１０８により、デコーダ・デマルチ
プレクサ１３０は線路１９０のOSC.EN.出力を
打ち切る。これによりスイツチ１９２が閉じて、
信号源３０のデイセーブル・入力端１９４を接地
する。こうなると、信号源３０の出力は停止し、
タツチ感応表面１８へのパネル走査信号は遮断さ
れる。保護の為に、MPU１０８のM0及びM1出
力は、SIG＋及びSIG−パネル走査出力端とタツ
チ感応表面との間の接続を断ち切るようにマルチ
プレクサ５２を制御するデジタル論理レベルに変
化する。 手動制御スイツチ１９８が制御線路２００によ
りMPU１０８と接続している。詳細は後述する
が、スイツチ１９８の設定により、タツチ位置信
号を並列出力端１１３に送るか或いは直列データ
出力端１２２に送るかというような処理パラメー
タが選択される。 パネル走査方法及びタツチ位置の決定 より詳細に後述する通り、MPU１０８はマル
チプレクサ５２を制御して、所定の方法でタツチ
感応表面１８の辺に変成器４４のSIG＋及びSIG
−出力端４８及び５０を夫々接続する。この結果
生じるタツチ電流信号によりタツチ位置及び他の
情報が決められる。 走査方法の第１の具体例として第２図を参照
し、タツチ感応表面がタツチされずに零化回路１
５０によりタツチ電流が０に調整されていると仮
定する。また、Ｘ−Ｙ座標系の原点をタツチ感応
表面１８の中心に設定したものとする。点Ｐがタ
ツチされたとすると、この点の位置は第２図のＸ
及びＹ座標で与えられる。（ここでは、時々Xp，
Ypと表わす。） この第１走査方法の第１モードでは、SIG−出
力端５０がコンタクトの組２２と、SIG＋出力端
４８はコンタクトの組２４と夫々接続している。
その上、他のコンタクトの組２６及び２８は（そ
の必要性は特にないが）開路になつている。この
モードでは交流電圧勾配がタツチ感応表面１８の
第１方向（即ち、Ｘ方向）に形成される。この場
合では、第１方向は水平方向でＸ軸を含んでい
る。後述するように、マルチプライヤ６９の乗算
及びフイルタ通過後、第１（Ｘ）方向のタツチ電
流は次式で表わされる。 (a) i_x＝KxXＶ／Zt この方程式で、i_xは上述の結果によるタツチ電
流で第１（即ちＸ）タツチ電流を表わす。また、
Ｖは変成器の中央タツプ５４の仮想接地に対する
２次巻線出力端４８の電圧である。Ztは使用者が
タツチ感応表面にタツチした時この回路に加えら
れるインピーダンスであり、Kxは定数である。
また、Ｖ／Ztは使用者のタツチによつて流れるイ
ンピーダンス・タツチ電流に相当している。Ｘは
タツチ位置のＸ座標である。 第１走査方法の第２モードでは、SIG＋出力端
４８はタツチ感応表面の第１及び第２辺２２，２
４の少くとも一方、典型的には同時に両方と接続
する。これにより一様な交流電圧が第１（Ｘ）方
向に形成される。このモードでは中央タツプ５４
のどのタツチ電流も使用者を介して流れるインピ
ーダンス・タツチ電流に相当する。乗算及びフイ
ルタ通過後のインピーダンス・タツチ電流は次式
で表わされる。 (b) i_z＝Ｖ／ZtKz インピーダンス電流走査モードの他の方法として
は、パネル走査出力端の一方（即ち、SIG＋出力
端）をタツチ感応表面の一辺だけと接続したり、
隣接する２辺と接続したり、４辺全部と接続した
りする。 上記２つの方程式を連立して解けば、Ｘタツチ
位置は次式で与えられる。 (c) Ｘ＝i_xKz／i_zKx Kz／Kxを求める為に、タツチ感応表面１８の
既知のＸ位置にタツチする。例えば、４隅、即ち
Ｘ座標の右端及び左端にタツチする。複数の既知
のＸ座標を上記(c)式に代入して、その結果を平均
すればKz／Kxの値が求められる。一旦Kz／Kx
の値が求まれば、未知のＸタツチ位置は第１及び
インピーダンスタツチ電流信号から上記方程式を
使つて計算できる。 ２次元のタツチ情報が望ましい場合には、第１
走査方法を第３モードにする。第３モードでは、
SIG＋出力端４８はタツチ感応表面１８の上辺２
６と接続し、SIG−出力端５０は底辺２８と接続
する。これにより交流電圧勾配がタツチ感応表面
１８の第２（即ちＹ）方向に形成される。乗算及
びフイルタ通過後の第２（Ｙ）タツチ電流信号i_y
は次式で表わせる。 (d) i_y＝KyYＶ／Zt この方程式でＹはＹタツチ位置、KyはKxと同
様に決まる定数である。第１図ではKx，Ky及び
Kzは夫々略１に等しい。従つて、これら定数を
求める必要がない。方程式(b)及び(d)を連立して解
けば、Ｙタツチ位置は次式で与えられる。 (e) Ｙ＝i_yKz／i_zKy この方程式で、Kz／KyはKz／Kxと同様に決
まる定数である。 以上述べた３つのモードでタツチ感応表面１８
を走査して得たタツチ電流信号から、タツチ位置
ＰのＸ及びＹ座標が求められる。所定の回転走査
サイクルを繰返して、その結果を総合、（即ち平
均）してタツチ位置を正確に求めることができ
る。しかし、精度は及ばないが、多くの応用例で
は、複数の結果を平均しなくても十分な精度でタ
ツチ位置を求めることができる。種々のモード間
の切換えはMPU１０８からの信号M0及びM1の
制御により、マルチプレクサ５２が実行する。タ
ツチパネル１６上のタツチ位置より、コンピユー
タ１１４は表示端末１２に表示されたほどの情報
項目を使用者が選択したかを確認する。それから
表示端末は周知の方法で使用者の選択に応答す
る。 タツチ位置の決定に加えて、生じたタツチ電流
から付加的情報が得られる。例えば、Ｘ及びＹ座
標を連続して計算し、その上インピーダンス・タ
ツチ電流i_zも監視した場合がある。Ｘ及びＹが不
変でi_zだけが変化すれば、これは使用者がタツチ
感応表面の特定の位置をタツチし続け、単にタツ
チの仕方が変つたという事を示す。例えば、これ
は使用者がタツチ位置をより強く押えている場合
かも知れない。この場合にはタツチ感応表面のタ
ツチされている面積が変化する。この結果生じる
インピーダンス・タツチ電流の変化は付加的機能
を制御する為コンピユータ１１４が使用できる。
例えば、タツチ画面が同じ位置で単により強く押
されただけなら、インピーダンス・タツチ電流の
変化は検出され、それはタツチ位置で決まるデー
タ上で動作する特性のサブルーチンを呼び出すの
に用いられる。 所望のＸ及びＹタツチ電流及びインピーダン
ス・タツチ電流を与える他の走査方法を以下に説
明する。この第２の走査方法では前述した３つの
モードの代りに、４つのモードでタツチ感応表面
を走査する。第２図に於て、この走査方法によれ
ばタツチ位置の点ＰはX₁，X₂，Y₁，Y₂の４つで
記述される。即ち、タツチ感応表面のＸ方向の両
端間の距離は既知で、それがX₁及びX₂の和に等
しい。また、X₁は第２図のパネルの左辺から点
Ｐまでの水平距離で定義され、他方X₂はパネル
の右辺から点Ｐまでの水平距離で定義される。ま
た、このパネルのＹ方向の両端の距離は既知で、
それはY₁及びY₂の和に等しい。Y₁及びY₂は夫々
タツチ感応表面の底辺及び上辺から点Ｐまでの距
離として定義される。 この第２走査方法の第１モードでは、マルチプ
レクサ５２によりSIG＋出力端４８はタツチ感応
表面１８の左辺と接続し、中央タツプ５４はタツ
チ感応表面１８の左辺と接続している。これによ
つて、タツチ感応表面のＸ方向に右端から左端へ
と交流電圧勾配が形成される。タツチ感応表面１
８がタツチされない時零化回路によつてタツチ電
流は０に調整され、またタツチ電流の乗算及びフ
イルタ通過も行われたものと仮定する。これらの
条件で、中央タツプの第１タツチ電流i_x1は次式
で与えられる。 (f) i_x1＝KxX₁／X₁＋X₂Ｖ／Zt また、第２モードの時、SIG＋出力端４８及び
中央タツプ５４は夫々タツチ感応表面の左辺及び
右辺に接続される。これによつてタツチ感応表面
のＸ方向に今度は左端から右端へ交流電圧勾配が
形成される。この場合の第２タツチ電流i_x2は次
式で与えられる。 (g) i_x2＝KxX₂／X₁＋X₂Ｖ／Zt 方程式(f)及び(g)を加算すれば、インピーダンス・
タツチ電流i_ZXは次式で与えられる。 (h) KxＶ／Zt＝（i_x1＋i_x2）＝i_ZX 結局、方程式(f)及び(h)より、タツチ位置の点Ｐ
のＸ軸位置X₁は次式で与えられる。 (i) X₁＝i_x1（X₁＋X₂）／（i_x1＋i_x2） 以上の方程式でKxは定数で、タツチ感応表面
１８の既知の位置にタツチして前述したのと同様
の方法で求めることができる。 また、前述の通り、X₁とX₂の和は既知である。
したがつて上記２測定の結果からタツチ位置（点
Ｐ）のＸ軸位置情報は計算でき、また、インピー
ダンス・タツチ電流i_zxに関する変化の情報も得
られる。 Ｙ軸についての位置情報は以下の方法で求めら
れる。この第２走査方法の第３モードに於て、
SIG＋出力端４８及び中央タツプ５４は夫々タツ
チ感応表面１８の上辺及び底辺と接続する。その
結果、第３タツチ電流i_y1は次式で与えられる。 (j) i_y1＝KyY₁／Y₁＋Y₂Ｖ／Zt 第４モードでは、SIG＋出力端４８及び中央タツ
プ５４は夫々タツチ感応表面１８の底辺及び上辺
と接続する。この結果、第４タツチ電流i_y2は次
式で与えられる。 (k) i_y2＝KyY₂／Y₁＋Y₂Ｖ／Zt 方程式(j)及び(k)を加算すれば、インピーダンス・
タツチ電流i_ZYは次式で与えられる。 (l) KyＶ／Zt＝（i_y1＋i_y2）＝i_ZY 更に、方程式(j)及び(l)より、Y₁は次式で与えら
れる。 (m) Y₁＝i_y1（Y₁＋Y₂）／（i_y1＋i_y2） 上述のように、Y₁及びY₂の和は既知であり、
また定数Kyは定数Kxと同様にして求めることが
できる。よつて、X₁及びY₁はタツチ電流から求
めることができ、またインピーダンス・タツチ電
流の変化も自在に監視できる。 当業者には明らかなように、タツチ感応表面に
交流電圧勾配を形成する他の走査方法及びモード
を採用することにより、所望の位置情報を求め得
るようなタツチ電流信号を発生させることが可能
である。 タツチ・パネルの構造 再び第２図を参照して、タツチ・パネル１６の
全面領域を覆うタツチ感応表面１８はタツチ位置
決定回路と接続され、使用者のタツチを検出する
のに用いられる。前述のように、タツチ・パネル
１６は導電性フイルムでタツチ感応表面を被覆し
た基板を具えている。このようなフイルムの好適
な一例は、面固有抵抗が200Ω／面、520nmの波
長の光透過率が85％のインジウム・スズ酸化物で
ある。このようなフイルムで被覆した基板は、カ
リフオルニア州サンタ・ローザのオプテイカル・
コーテイング・ラボラトリ社から市販されてい
る。このフイルムの面固有抵抗はそれ程厳密でな
くともよく、50〜2000Ω／面かそれ以上でも好適
である。面固有抵抗200Ω／面より相当低い場合
には特別に低抵抗スイツチを必要とし、比較的大
電力を消費することになるかも知れない。 この基板は特定の形状に限定されるものではな
い。従つて、画面１４に適合するように、円形、
凹面、球面、曲面、平面等どんな面でもよい。ま
た、この基板は光学的に透明であれば種々の好適
材料ものでもよい。背景からの反射光による眩し
さを低減する為、基板は市販の防眩ガラスのもの
でもよい。このガラスも平面或いは表示画面の曲
面に合うような曲面であつてもよい。このような
基板の販売元の１つはウエスト・バージニア州チ
ヤールスバーグのイーグル・コンベツクス・グラ
ス社である。 前述のように、どのようなコンタクト配置構造
を採用するかは上述の例に応じて種々変更し得
る。勿論、具体的なマルチプレクサ（即ちスイツ
チ回路）５２は選択したコンタクト配置構造に応
じて変わる。一般に、比較的一様な交流電圧勾配
を所望の方向にタツチ感応表面上に容易に形成し
得るものならどんなコンタクト配置構造を採用し
てもよい。 タツチパネル駆動回路 交流電圧信号を発生し、タツチ感応表面１８に
印加する回路の詳細は第３図に示している。 もつと具体的に述べると、図の構成に於て、信
号源３０はエグザ・カンパニーのXR8038A型集
積回路信号源で代表される周知の正弦波信号源を
含み、第３図のように周知の方法で接続されてい
る。信号源３０は正弦波出力をピン２、即ち出力
端３６に出力する。決定的条件ではないが、この
信号発生器の典型的出力信号の周波数は15〜
300KHz（好適値200KHz）である。理由は後述す
るが、この周波数はタツチ処理回路によつて自動
的に調整される。この信号源３０は矩形基準信号
もピン９（出力端７０）に出力する。この基準信
号により同期信号（OSC.SYNCH.）が線路１４
０に出力され、またマルチプライヤ基準回路７２
を経て、この基準電圧信号がアナログ・マルチプ
ライヤ６９に送られる。 図のパネル駆動増幅器３８は演算増幅器２１０
及びデイスクリート型プシユ・プル・フオロア回
路２１２を含んでいる。パネル駆動増幅器３８の
出力は線路４０により1μFのセラミツク製DC遮
断コンデンサ２１３を介して変成器４４の１次巻
線４２と接続している。コンデンサ２１３は直流
電流によつて変成器４４が飽和するのを防止す
る。典型的に、信号源３０及び駆動増幅回路３８
により変成器４４は２次巻線の出力端４８及び５
０間に最高最低（ピーク・トウ・ピーク）電圧値
で約12Vの電圧を出力する。この変成器は１次対
２次の電圧比が１対１のものを用いているので、
同じ電圧が１次巻線４２の入力端間に供給されて
いる。 好適実施例では変成器４４は環状（トロイダ
ル）コアを有する。この変成器４４によつて、タ
ツチ感応表面１８を駆動する電流と信号源３０の
出力する電流とが隔離される。その結果、中央タ
ツプ５４に生じる電流はタツチ電流のみとなる。
このような変成器４４の駆動構成により、パネル
走査電流を除いてタツチ電流のみを得る為の複雑
な回路は不必要となる。 信号発生器３０及び駆動増幅回路３８に好適な
抵抗器及びコンデンサは先の説明にはなかつた
が、この実施例の最後の表１に記載している。 第２図のマルチプレクサ５２はパネル走査信号
をタツチ感応表面に供給するスイツチ回路を含ん
でいる。これらのパネル走査信号により、タツチ
感応表面１８上に所望の方向で交流電圧勾配を形
成する。図示したタツチ・コンタクトの配置に関
して、マルチプレクサ５２は図のように相互接続
した６つの２極双投CMOSアナログ・スイツチ
２６０乃至２７０及び状態デコーダ回路２７２を
含んでいる。具体例として、スイツチ２６０乃至
２７０はジー・イー・インターシール社製
IH5045型スイツチを用いてもよく、また状態デ
コーダ回路２７２は周知の74LS02型NORゲート
の回路でもよい。SIG＋出力端４８及びSIG−出
力端５０のパネル走査信号はマルチプレクサ５２
の走査入力端に送られる。一般に、スイツチ２６
０乃至２７０はMPU１０８から制御線路１２４，
１２６を介して状態デコーダ回路２７２に送られ
る制御信号M0及びM1に応じて種々の状態に切換
えられる。マルチプレクサ５２の入力／出力線路
２７４は第２図に示したようにタツチ感応表面１
８のコンタクトＡ乃至Ｔに夫々接続している。 論理状態“０”（M0）及び論理状態“１”
（M1）の信号がMPU１０８から制御線路１２４
及び１２６に夫々出力されると、スイツチ回路は
第１（Ｘ）タツチ電流検出状態（Ｘ状態）に入る。
この第１状態のとき、コンタクトの組２２のＰ乃
至Ｔは電気的接続し、またコンタクトの組２４の
Ｆ乃至Ｊも電気的接続する。それに、コンタクト
Ａ乃至Ｅ及びＫ乃至Ｏは開路（オープン）になつ
ている。また、この第１状態のとき、SIG＋出力
端４８の出力はコンタクトの組２４に印加し、
SIG−出力端５０の出力はコンタクトの組２２に
印加する。これらの条件下で、タツチ感応表面１
８の第１（Ｘ）方向に交流電圧勾配が形成される。 更に、制御線路１２４に出力したM0制御信号
が論理状態“１”で、制御線路１２６のM1制御
信号が論理状態“０”のとき、マルチプレクサ５
２は第２（Ｙ）タツチ電流検出状態（Ｙ状態）と
なる。この第２状態ではコンタクトの組２６のＡ
乃至Ｅは電気的接続し、SIG＋出力端４８からの
信号が入力する。また、コンタクトの組２８のＫ
乃至Ｏも電気的接続し、SIG−出力端５０からの
信号が入力する。コンタクトＰ乃至Ｔ及びＦ乃至
Ｊは開路となつている。この条件下で、タツチ感
応表面１８の上辺及び底辺のコンタクト間に第２
（Ｙ）方向で交流電圧勾配が形成される。 マルチプレクサ５２はM0及びM1制御信号が共
に“０”のとき、第３（即ちインピーダンス）タ
ツチ電流検出状態（Ｚ状態）になる。この第３状
態ではコンタクトの組２２及び２６は夫々電気的
接続し、SIG＋出力端４８と接続する。また、他
のコンタクトの組２４及び２８は開路となつてい
る。交流電圧がタツチ感応表面１８の２つの隣接
する辺に同時に印加する。その結果、中央タツプ
５４に流れるタツチ電流は、タツチ感応表面が使
用者にタツチされた時発生するインピーダンス電
流に直接対応している。前述した型の付加的な
CMOSアナログ・スイツチを追加使用すれば、
タツチ・パネルの総ての辺に同時に同じ信号を加
えることもできる。また、多くの場合、インピー
ダンス電流は、タツチ感応表面の単一の辺のみを
駆動するだけでも検出することができる。勿論、
この辺によつて形成したタツチ表面上の一様な交
流電界によつて他の辺のコンタクトは刺激されて
いる。 最後に、マルチプレクサ５２はM0及びM1制御
信号が両方共“１”のとき、第４（オフ）状態と
なる。スイツチ２６０乃至２７０がオフ状態にな
ると、タツチ感応表面１８へのパネル走査信号の
印加が遮断される。過大出力電流が検出される
と、このオフ状態に切換わるようにし得るので、
これによりタツチ感応表面及び回路は過大電流か
ら保護される。また、回路を保護する為に通常、
スイツチ２６０乃至２７０は、Ｘ，Ｙ、及びＺ状
態間の切換時及び回路のリセツト時にはオフ状態
に切換わる。 次の状態表は上述の４つの状態を示している。
この表で、英文字Ｒ，Ｌ，Ｔ及びＢは状態デコー
ダ２７２の出力信号の論理状態を示し、夫々タツ
チ感応表面１８の４辺右辺、左辺、上辺及び底辺
と対応している。

【表】 動作中、MPU１０８はタツチ感応表面１８の
走査を周期的に繰返している。各サイクルについ
てマルチプレクサ５２は次の順序で切換わる。即
ち、第３（Ｚ）→オフ→第１（Ｘ）→オフ→第２
（Ｙ）→オフ→第３（Ｚ）→オフ……の如くであ
る。過大電流に関するテストは通常Ｚ状態中に実
行され、この状態切換順序に於ける各走査サイク
ルの開始及び終了時点毎にチエツクされる。ま
た、インピーダンス（Ｚ）電流はＸ及びＹ軸上の
位置を決めるのに用いられるので、Ｘ及びＹ電流
の検出の場合より高い周波数でＺ電流を検出し直
すことが望ましい。勿論、他の走査方法を用いて
もよい。この結果求めたタツチ電流から、前述の
方程式(a)乃至(e)を用いてタツチ位置が決定され
る。通常、マルチプレクサ５２の３状態間の走査
切換サイクルは比較的高速で、30〜1000Hzであ
る。一般に、マルチプレクサ５２の切換周波数が
遅くなればなる程、処理回路がタツチ位置を決定
するに要する時間は長くなる。 同様にして、適当なマルチプレクサにより、前
述の方程式(f)乃至(m)に関して説明したように、４
つのタツチ電流i_x1，i_x2，i_y1及びi_y2を発生させて
もよい。 タツチ検出回路を駆動するのに変成器を用いた
ことにより回路構成が簡単になつた上に他の利点
もあるが、タツチ感応表面１８に所望の交流電圧
勾配を形成するのに別の回路を用いてもよい。例
えば、正弦波駆動信号出力端４０を利得一定の反
転増幅器を介してSIG−出力端５０に接続しても
よい。同時に駆動信号出力端４０を直接SIG＋出
力端４８に接続してもよい。それから、SIG＋及
びSIG−出力端４８，５０の差動電流は差動電流
検出器に入力し、処理されてタツチ位置が決めら
れる。更に、タツチ・パネルがタツチされない時
及び零化回路１５０により零化調整されている時
には、後述するようにこの差動電流は０になる。 付加的保護装置として、第２図のタツチ・パネ
ル駆動信号印加回路には、タツチ検出回路から高
電圧を放電する付加的手段を具えている。このよ
うな電圧は、例えば使用者の静電気に起因して発
生する。この手段は４組のクランプ・ダイオード
から成り、１組は第２図で２８０の番号を付して
示している。これらの各組はタツチ感応表面の各
辺と夫々接続している。例えば、組２０８はパネ
ル上辺の中央コンタクトＣと接続している。同様
に他の組もパネルの他の辺の中央のコンタクトと
夫々接続している。組２８０の第１ダイオード２
８２はカソードをタツチ感応表面に、アノードを
−12VのDC電源に夫々接続し、第２ダイオード
２８４はアノードをタツチ感応表面にカソードを
＋12VのDC電源に夫々接続している。パネル上
辺の電圧が＋12V越えると、ダイオード２８４が
順バイアスで導通し、この電圧を放電する。同様
に、この電圧が−12Vより低くなると、ダイオー
ド２８２が導通してこの電圧を放電させる。従つ
て、タツチ感応表面の電圧は±12Vの範囲内の電
圧に有効に制限される。第１ツエナー・ダイオー
ド２８５はアノードを−12V電源に接続し、カソ
ードを接地している。第２ツエナー・ダイオード
２８６はカソードを＋12V電源に接続し、アノー
ドを接地している。これらのツエナー・ダイオー
ドのブレーク・ダウン電圧は供給電圧より高く、
例えば＋18Vである。従つて、ダイオードの組２
８０及び他のダイオードの組を介して放電された
電圧が電源の吸収し得る電圧を越えても、その電
圧はツエナー・ダイオードを介して接地端に流れ
る。このような高電圧の保護以外にはこれらクラ
ンプ・ダイオード及びツエナー・ダイオードは通
常のタツチ位置検出中に電流を余計に流すことは
ない。よつて、この保護回路の漏れ電流によつて
タツチ位置決定精度が影響されるということもな
い。 引き続き第２図を参照すると、第３（Ｚ）タツ
チ電流検出中にオフセツト・コンデンサ１６８を
SIG−出力端５０に接続する回路がある。具体的
に言えば、M0及びM1出力がダイオード２８８，
２９０及び抵抗器２９２より成るワイヤードOR
ゲートを介してスイツチ１７０に接続している。
スイツチ１７０は制御入力の状態が“０”のとき
閉じる周知の反転スイツチである。このスイツチ
１７０が閉じるのは、M0及びM1制御入力が共に
“０”、且つパネルが第３（Ｚ）状態、即ちインピ
ーダンス電流検出状態のときである。このオフセ
ツト・コンデンサ１６８の機能については、自動
零化回路１５０に関連して後述する。 パネル出力信号処理回路 再び第３図に戻り、電流検出器６２は電流・電
圧変換器としての演算増幅器を含み、この増幅器
の反転入力端は変成器４４の中央タツプ５４と接
続している。また非反転入力端は接地している。
この電流検出増幅器６２の両入力端間に並列且つ
逆方向に１対のダイオードを接続している。これ
らのダイオードにより、この増幅器６２は過大電
流及び電圧から保護される。220Ωの帰還抵抗器
３０２が増幅器６２の出力端６４及び反転入力端
間に接続している。以上の結線の結果、増幅器６
２の出力端６４の電圧は、変成器の中央タツプ５
４に流れる電流、即ち第１（Ｘ）、第２（Ｙ）、及び
第３（Ｚ）の各タツチ電流に夫々対応している。
これらのタツチ電流信号はフイルタ回路６６を通
つてアナログ・マルチプライヤ６９の入力端６８
に送られる。フイルタ６６は受動型高域通過フイ
ルタである。このフイルタ６６には、1000pFの
DC遮断コンデンサ３０４及びアナログ・マルチ
プライヤ入力端６８及び接地間に接続した4.7KΩ
の抵抗器３０２が含まれている。また、−12V電
源も4.7KΩの抵抗器３０６を介して入力端６８に
接続している。 アナログ・マルチプライヤ６９は信号源３０の
出力端７０から基準信号を受ける。出力端７０の
信号は変成器４４を駆動するのに用いる正弦波出
力端３６の信号と90°位相のずれた矩形波である。
出力端７０は4.7KΩの抵抗器３１０を介して接続
点３１１と接続し、ここから10KΩの抵抗器３１
２を介して＋12V電源に接続している。接続点３
１１はまた3.9KΩの抵抗器３１４を介して接地端
にも接続している。この回路によつて、矩形波出
力の電圧がTTLロジツク回路に適合する電圧ま
で分圧される。ダイオード３１６により矩形波出
力信号の負の半周期がクリツプされて切り取られ
る。この結果、OSC.SYNCH.出力端１４０の同
期信号として正の半周期が残される。接続点３１
１は1000pFのDC遮断コンデンサ３１８及び１対
の10KΩの抵抗器３２０，３２２を介してアナロ
グ・マルチプライヤ６９の入力端７６に接続して
いる。150pFのフイルタ用コンデンサ３２４が抵
抗器３２０，３２２間の接続点と接地間に接続し
ている。また、アナログ・マルチプライヤ６９の
入力端７６は1KΩの抵抗器３２８を介して接地
している。これらコンデンサ及び抵抗器のフイル
タを通過して、クリツプされた矩形波出力信号は
基準周波数信号としてアナログ・マルチプライヤ
に入力する。アナログ・マルチプライヤ６９には
モトローラ社のMC1496型アナログ・マルチプラ
イヤを用いてもよい。この回路に第３Ｂ図に示す
ように接続されている周知のバイアス抵抗器は表
1.の中に示している。 後述するように、零化回路によつて使用者がタ
ツチしていないとき、変成器の２次巻線の中央タ
ツプ５４の電圧は正確に0Vになる。これは、た
とえ検出回路がなくても実行される。使用者がパ
ネルにタツチすると電流がある程度接地端に流れ
る。電荷保存則により、この電流は変成器の中央
タツプのワイヤ５４にも流れる。この結果流れる
中央タツプの電流はパネル駆動周波数W₀の信号
及び実質的ノイズ成分より成る。Ｘ，Ｙ及びＺの
タツチ・データは各電流信号の振幅の変化によつ
て表わされる。この振幅のデータのみに注目すれ
ばよいので、同期検出器は振幅変調したタツチ電
流信号を復調するのに使用し得る。アナログ・マ
ルチプライヤ６９がこの同期検出の為に用いら
れ、ノイズの除去効果が高まり、それによつてよ
り正確なタツチ位置の決定が行える。復調する為
に中央タツプの電流信号は、信号源３０の出力端
７０から送られた搬送信号と乗算される。数学的
に示すと、第１（Ｘ）タツチ電流検出状態で、タ
ツチによつて接地端に対して一定のインピーダン
スZtが生じているものと仮定すると、次のような
結果が得られる。 パネル電圧 XV₀cosw₀ｔ 中央タツプ電流 XV₀cos（w₀ｔ＋φ）／Zt＋（ノイズ） アナログ・マルチプライヤの出力 cosφXV₀／2Zt＋cosφXV₀cos2w₀ｔ／2Zt＋（ノイズ） これらの式は信号の処理中に打消される定数も含
んでいる。同様の式がＹ及びＺのタツチ電流検出
状態の場合にも得られる。マルチプライヤの基準
信号に対するタツチ電流の位相のずれφが90°で
なければ、cosφは０にはならず、マルチプライ
ヤの出力は有効なデータを与える。タツチ電流は
通常容量性であるが、信号源３０の矩形波出力信
号は正弦波出力信号から90°位相がずれているの
で、結局位相差φは0°に近く、正確な情報が得ら
れる。マルチプライヤの出力の増幅器及びフイル
タ回路８０はV₀cos2w₀ｔの項及びノイズの殆ど
を効果的に除去する低域通過フイルタを含んでい
る。この結果得られる信号は前述した方程式ａ，
ｂ及びｄで夫々示したi_x，i_y及びi_zに対応してい
る。タツチ位置はこれらの信号を処理して決定さ
れる。 より具体的に言えば、アナログ・マルチプライ
ヤ６９の出力ピン９は47KΩの抵抗器３４６を介
して演算増幅器３４８の反転入力端に接続してい
る。アナログ・マルチプライヤ６９の出力ピン６
は別の47KΩの抵抗器３５０を介して演算増幅器
３４８の非反転入力端に接続している。この増幅
器の非反転入力端は47KΩの抵抗器３５２を介し
て接地端にも接続している。また、47KΩの帰還
抵抗器３５４が増幅器３４８の出力端及び反転入
力端間に接続している。更に、0.022μFのコンデ
ンサ３５６，３５８が夫々出力ピン９及び６と接
地端との間に接続している。 Ztは広範囲に変化するので、出力端８２の信号
レベルも相当大幅に変化する。出力端８２のi_x，
i_y及びi_zの信号を単にデジタル・デーダに変換し
て前述の方程式ａ，ｂ及びｄに従つて分離するだ
けでは、得られる精度は所謂丸めの誤差の為微小
信号に対して低くなつてしまう。そうならないよ
うに、これらの信号は積分され、夫々t_xi_x，t_yi_y及
びt_zi_zのの値を得る。この積分t_x，t_y，t_zはMPU
１０８により積分値の大きさを制限範囲内で最大
にし、誤差を最小にするように制御される。t_x，
t_y，及びt_zはMPU１０８には既知なので、夫々異
なる積分回数がタツチ位置検出中にMPU１０８
によつて設定される。この積分操作により更にノ
イズを除去し得る。 再び第３Ｂ図に戻り、増幅器３４８の出力端８
２は2.2KΩの抵抗器３６０を介して積分器スイツ
チ８４に接続している。論理状態“０”の保持信
号（）がMPU１０８によりデコーダ１３０
から線路８８に入力していれば、スイツチ８４は
閉じている。このとき、増幅器３４８の出力端８
２は積分コンデンサ９０と接続している。出力端
８２の信号は保持信号（）のパルス幅で決
まる積分期間に積分ささる。積分コンデンサ９０
は0.02μFのコンデンサで、積分増幅器９２の反転
入力端及び出力端９８間に接続している。増幅器
９２の非反転入力端は2.2KΩの抵抗器３６２を介
して接地している。積分器放電スイツチ９４と
390Ωの放電電流制限抵抗器３６４の直列回路が
積分コンデンサ９０と並列接続している。MPU
１０８の制御によりデコーダ１３０からの線路９
６の論理状態“０”の信号（）に応じてスイ
ツチ９４が閉じてコンデンサ９０を放電させる。
この放電は積分の直前に行われる。積分回路８６
の出力端９８の信号は正或いは負のアナログ電圧
信号である。この出力信号は変成器４４の中央タ
ツプ５４に発生したタツチ電流の積分アナログ信
号に相当する。 この積分回路出力端９８は演算増幅器回路３６
６を介してADC１００のデータ入力端ピン６に
接続している。回路３６６により積分回路出力端
９８の信号はADC１００の入力範囲に合うよう
にレベル・シフト及び減衰される。回路３６６も
別のフイルタ段を含んでいる。１対のツエナー・
ダイオード３８８は抵抗器３８０及び３８６間の
接続点と接地間に接続している。これらのダイオ
ードによりこの接続点の電圧は約±6.8Vにクラ
ンプされ、演算増幅回路３６６に印加する電圧範
囲が制限される。 ADC１００は、ナシヨナル・セミコンダクタ
社のADC1001型回路を用いてもよい。この回路
の８本の出力データ線路は線路１０２及び１０４
により、MPU１０８のデータ入出力ピン３２乃
至３９に接続している。ADC１００の入力ピ
ン１は線路１４２を介してデコーダ１３０と接続
しており、ADC１００はピン２、ピン３
及びピン５を有している。周知のように、
これらのピンはMPU１０８によつて制御され、
積分サイクルが完了し、その積分したタツチ電流
信号をデジタル化すると、このデジタル化された
タツチ電流データがMPU１０８に送られる。
ADC１００及び回路３６６に接続又は含まれて
いる抵抗器及びコンデンサの値は表１に載つてい
る。 積分回路８６からの負の出力値をデジタル化す
る際に、２つの相補的方法を使用し得る。デジタ
ル化された値の符号からタツチ位置の点Ｐがどの
象限にあるかが決められる。例えば、タツチ感応
表面１８の中央に原点を設定したＸ−Ｙ座標系に
於て、負のＸタツチ電流値はタツチ位置が原点よ
り左側にあることを示している。逆に、正のＸタ
ツチ電流値はタツチ位置が原点右側であることを
示す。同様に、負のＹタツチ電流値はタツチ位置
が原点より下側であることを示し、正のＹタツチ
電流値はタツチ位置が原点より上側であることを
示す。 MPU１０８によりマルチプレクサ５２（第２
図）の状態を切換えて、上記積分サイクルが繰り
返され、連続的にデジタル化した第１（Ｘ）、第２
（Ｙ）及びインピーダンス（Ｚ）タツチ電流値が
得られる。これらの値が処理されて、パネルのタ
ツチ位置が求められる。 図のMPU１０８はインテル社製プログラマブ
ル8751型EPROMマイクロコントローラである。
また、デコーダ１３０は74LS138型デコーダ／デ
マルチプレクサ回路を含んでいる。更に、通信用
インターフエース１２０はナシヨナル・セミコン
ダクタ社製DS1489型クワツド・ライン・レシー
バ（Quad Line Receiver）及びDS1488型クワツ
ド・ライン・ドライバ（Quad Line Driver）で
構成してもよい。図の構成に於て、MPU１０８
のピン１０は直列入力ポートを含み、ピン９は論
理状態“１”でタツチ検出回路をリセツトするリ
セツト入力端を含み、ピン１３は外部割込入力端
を含んでいる。MPU１０８の出力ピン６は送信
要求信号を送るのに用いられ、ピン７はデータ送
信用送信可能信号線であり、ピン１１は直列デー
タ出力端を含んでいる。これらのピンを周知の方
法で制御して、MPU１０８はインターフエース
１２０を介して通信ネツトワークとデータの送受
信を行う。また、データを直列送受信することも
可能である。並列出力ラツチ１１２は８本の並列
データ出力ピン及び対応する入力ピンを有する
74LS377型8D・フリツプ・フロツプでもよい。
MPU１０８はピン１１でこのラツチ１１２を制
御する。また、ラツチ１１２のイネーブル入力ピ
ン１はMPU１０８の入出力ピン８と接続してい
る。MPU１０８からのイネーブル信号に応じて、
ラツチ１１２から並列データが送信される。 制御スイツチ１９８はMPU１０８の入力ピン
２１乃至２７に接続した７つの出力端を有する手
動スイツチを含んでもよい。これらの出力端はス
イツチの設定に応じて論理状態“１”又は“０”
になる。通常、この制御スイツチのピン１３及び
１４の論理状態によりタツチを検出するモードが
決まる。例えば、ピン１３及び１４が夫々“０”
及び“１”ならば、タツチ接触（on make）モ
ードが指示される。このモードでは、タツチの最
初の検出に応じてタツチ位置データがラツチ１１
２或いはインターフエース１２０を介して送られ
る。また、これらの論理状態が夫々“１”及び
“０”のときはタツチ解除（onbreak）モードが
指示される。このモードでは、例えば使用者がタ
ツチ感応表面から指を離すというようなタツチ位
置の解除に応じてタツチ位置データが送られる。
更に、ピン１３及び１４の出力が共に“０”のと
きは連続モードが指示される。このモードでは、
タツチ位置データが連続的に送られ、タツチ感応
表面上での使用者の指の動きが監視される。ま
た、ピン１１及び１２の論理状態によつて、並列
出力ラツチ１１２か直列出力のどちらを用いるか
が決まるほか、通信出力の送信速度（ボー）も
（例えば1200；9600；19200ボーのように）決ま
る。ピン９及び１０の論理状態により、これらの
データのパリテイ（奇遇性）が決められる。最後
に、ピン８の状態により、データが８ビツトの２
進形式か又は別の形式で伝送されるかが決まる。
スイツチ１９８は実際にはどのような形式のもの
でもよく、信号処理の際に指定されたパラメータ
を制御するときの必要に応じてより大きくしても
又は小さくしてもよい。 最後に、MPU１０８のピン１８及び１９は
夫々、33pFのコンデンサを介して、接地してい
る。両方のピンの間にMPU１０８の基準周波数
の発振器となる水晶発振器が接続されている。ま
た、タツチパネル回路５６には多くの電源用デカ
ツプリング（減結合）コンデンサ（例えばコンデ
ンサ３７４））が含まれている。 信号の積分やタツチ位置の決定をしたり、自動
零化制御及び自動周波数制御等を行うMPU１０
８の動作については、第９図乃至第１６図の流れ
図を参照して後述する。 自動零化回路 本発明の別の側面として、パネル出力信号処理
回路は、第１（Ｘ）、第２（Ｙ）及びインピーダン
ス（Ｚ）タツチ電流を０にする自動零化回路１５
０を含んでいる。零化の意味はタツチ感応表面１
８がタツチされない時、中央タツプ５４のタツチ
電流が効果的に相殺されて０になるということで
ある。この零化を行うことにより、比較的微小な
タツチ電流を発生するような、例えば手袋をした
指によるタツチの場合でも、そのタツチ電流をよ
り正確且つ容易に検出し得る。即ち、タツチ電流
がタツチと関係なく中央タツプ５４に発生する潜
在的周囲電流信号に隠されていることがない。従
つて、本発明のタツチパネル装置はエレクトロル
ミネセンス表示器も含んだ比較的ノイズの多い
種々の環境でも広く応用することができる。 一般に、オフセツト電流即ち、零化電流は、非
タツチ状態の条件で変成器の中央タツプ５４に実
質的に加えられて、Ｘ，Ｙ、及びＺのタツチ電流
を相殺して０にする。この零化電流の値はMPU
１０８に制御され、処理が続くにつれて自動的に
調整される。零化回路の具体例では、実質的な容
量性負荷が零化回路によつて、第１及び第２パネ
ル走査出力端４８，５０の内の一方に接続され
る。この容量性負荷の静電容量はMPU１０８か
らの零化制御信号に応じて変化し、それによつて
て変成器の中央タツプ５４の電流信号を零化する
零化電流を変えている。 自動零化回路の一実施例を第３Ａ図に示してい
る。この場合、零化回路１５０はラツチ３９０の
ような零化制御デバイスを含んでいる。ラツチ３
９０は並列出力ラツチ１１２と類似していて、
MPU１０８のデータ・ピン３２乃至３９からバ
ス１５４を介して零化信号を受ける。クロツク信
号もMPU１０８からラツチ３９０のピン１１に
送られる。MPU１０８の制御によりデコーダ１
３０から線路１５６を介してラツチ３９０のピン
１に入力するイネーブル入力信号に応じて、デジ
タル零化制御信号がラツチ３９０の入力端から出
力端に送られる。流れ図に関連して後述するよう
に、これは通常MPU１０８がタツチ感応表面１
８がタツチされていないことを検出した時、及び
Ｘ，Ｙ及びＺタツチ電流のどれかが過大であるこ
とを検出時に起こることである。ラツチ３９０の
出力端は１対のスイツチ回路３９２，３９４の制
御ピン１，８，９及び１６の図のように接続して
いる。実施例のスイツチ回路はGEインターシル
社製DG211型CMOS4チヤンネル・アナログ・ス
イツチを含んでいる。これらのスイツチ回路の出
力ピン３，６，１１及び１４は相互接続してお
り、線路１５２によつてパネル走査信号出力端の
一方（例えばSIG＋出力端４８）に接続してい
る。これらのスイツチ回路の入力ピンは夫々コン
デンサ・バンク３９６，３９８のコンデンサに接
続している。SIG＋パネル走査出力端に接続され
る静電容量の値はラツチ３９０の出力端の論理状
態に応じて決まる。もつて具体的に言えば、スイ
ツチ回路３９２のピン２，７，１０及び１５は
夫々1pF，2pF，4pF及び8pFのコンデンサ群４０
０乃至４０６を介して接地している。同様に、ス
イツチ３９４のピン２，７，１０及び１５は夫々
16pF，32pF，64pF及び128pFのコンデンサ群４
０８乃至４１４を介して接地している。コンデン
サのこのような配置により、零化回路１５０によ
つてSIG＋出力端４８に加えられる容量性負荷の
値を1pFの分解能で０〜255pFまで可変できる。
所望により、スイツチ回路３９２，３９４及びラ
ツチ３９０をもつて制御能力のある部品に変更し
て、もつと大きなコンデンサ・バンク３９６，３
９８を用いて可変容量範囲を拡大してもよい。 特定のタツチ電流を最も有効に零化するように
SIG＋出力端４８に与える容量性負荷を決めるの
に種々の方法を利用し得る。この零化の為の容量
性負荷はＸ，Ｙ及びＺタツチ電流の各測定状態に
応じて決められるものと仮定する。この容量性負
荷は通常非タツチ条件下でタツチ感応表面に発生
するタツチ電流が所定の零閾値を越えない限り一
定のままである。タツチ電流がこの零閾値を越え
ると、そのタツチ電流の測定値が閾値以下になる
ように容量性負荷が調整される。 適切な容量性負荷を自動的に選択する１方法と
して、非タツチ条件下でインピーダンス（Ｚ）タ
ツチ電流が零閾値を越えた場合を考える。この場
合、静電容量が最大の零化コンデンサ４１４が
SIG＋出力端に接続し、可変容量範囲の中央の静
電容量を結合しているものとする。その後、非タ
ツチ条件下でＺタツチ電流が負になつて、所望の
閾値を越えたとすると、これはコンデンサ４１４
の値では零化するのに不十分であることを意味す
る。２番目に大きなコンデンサ４１２がSIG＋出
力端に追加され、非タツチ条件下のＺタツチ電流
を再検査する。逆に、SIG＋出力端にコンデンサ
４１４が接続していた時、非タツチ条件下でＺタ
ツチ電流が正になつて零閾値を越えたとすると、
これはコンデンサ４１４の値が大き過ぎることに
なる。コンデンサ４１４は回路から離され、コン
デンサ４１２に置換される。その後、零化検査が
継続する。その後この手順が繰返され、所望の零
化を達成するように適切な容量性負荷が接続され
る。勿論、容量性負荷を結合するのに他の方法を
用いてもよい。 オフセツト・コンデンサ１５８（第１図及び第
３Ｂ図）は通常120pFのコンデンサから成り、
SIG−出力端５０と接地間を接続している。この
コンデンサにより中央タツプ５４のタツチ電流に
初期零化オフセツトを与える。この初期オフセツ
トの方向は、典型的にコンデンサ・バンク３９
６，３９８の中央付近の静電容量によつてＸ及び
Ｙタツチ電流を０にするようになつている。Ｚタ
ツチ電流の検出中に、特にタツチ感応表面の全辺
が同時にSIG＋出力により駆動されている場合に
は漏れ電流が比較的大きくなる。従つて、この時
付加的なオフセツト静電容量を加えて、零化回路
１５０の総静電容量の中央付近のどこかで、非タ
ツチ条件下のインピーダンス（Ｚ）タツチ電流に
オフセツトを与えるようにしてもよい。故に、付
加的オフセツト・コンデンサ１６８がＺタツチ電
流検出中にSIG−出力端５０に追加される。第２
図に関して前述した通り、スイツチ１７０はＺタ
ツチ電流の測定をしている時のみコンデンサ１６
８を接続する。それ以外の時、このコンデンサ１
６８は回路から切り離されている。付加的オフセ
ツト・コンデンサ１６８の代表的な値は約650pF
である。もし自動零化回路１５０の静電容量の可
変範囲を拡大すれば、コンデンサ１６８を継続し
て回路に接続しておいてもよい。 非タツチ条件下でインピーダンス（Ｚ）タツチ
電流を測定していると仮定する。この場合、総浮
遊容量及びタツチパネルに接続しているオフセツ
ト静電容量の和が零化回路１５０による零化静電
容量Czと等しければ、変成器の中央タツプ５４
から仮想接地へと電流は流れない。これが零化条
件であり、この時中央タツプの電流はタツチ・イ
ンピーダンスのみの関数となる。この為タツチ位
置が変つてもあまり電圧変化を生じない。Ｘ及び
Ｙタツチ電流の検出中に零化回路１５０によつて
タツチ感応表面１８に接続される零化静電容量
Cx及びCyは、同様に非タツチ条件下で中央タツ
プ５４に零化電流を与えるように調整される。３
つの全状態について零化されると、タツチ感応表
面１８がタツチされた時のみ中央タツプ５４に電
流が流れる。 タツチ感応表面がタツチされない時、タツチ信
号を０にする為MPU１０８はオフセツト零化信
号を発生するソフトウエアを含んでいる。これら
オフセツト信号は非タツチ条件下のタツチ電流を
事実上０にするように微調整する。この詳細につ
いては第９図乃至第１６図の流れ図の説明の中で
後述する。 零化回路１５０を種々の形式で実現してもよ
い。例えば、第６図に示すように、ラツチ３９０
を、スイツチ回路３９２，３９４の各制御入口端
に接続する出力端を有するループ・カウンタ或い
はシフト・レジスタ４２２と入れ換えてもよい。
カウンタの場合には、MPU１０８から線路１５
４を介して入力する計数パルスに応じて、カウン
タ４２２は計数値を増加して、それによつてSIG
＋出力端４８に接続する容量性負荷を種々切換え
る。この静電容量は、各タツチ電流検出状態に対
して所望の零化静電容量が決まるまで、１ステツ
プずつ連続的に変る。シフト・レジスタに置換し
た場合には、シフト・レジスタ４２２はMPU１
０８に接続したデータ入力端及びMPU１０８の
ストローブ出力端に接続したストローブ入力端を
有する。ストローブ信号に応じて零化コンデンサ
の特定の組合せを決める零化信号データはMPU
１０８からシフト・レジスタ４２２に送られる。
第３図に関連して前述した反復技法を用いてシフ
ト・レジスタ４２２に入力する適当な零化データ
を決めてもよい。 他の例として、MPU１０８の制御により乗算
用DAC回路を用いてタツチ感応表面に接続する
容量性負荷を変化させてもよい。第４図に於て、
周知の乗算用DAC回路４２４はパネル駆動増幅
器３８の出力端４０に接続した入力端を有する。
この回路４２４の出力端は演算増幅器４２６の非
反転入力端に接続している。この演算増幅器の出
力端および反転入力端間に帰還抵抗器４２８が接
続している。使用する演算増幅器４２６の型に応
じて、零化コンデンサ４３０は、(a)……演算増幅
器の反転入力端およびSIG−パネル走査出力端５
０間を接続（第４図に実線で示す）、或いは(b)…
…演算増幅器の出力端及びSIG−出力端間を接続
（第４図に破線で示す）のどちらかの接続になる。
第５図は乗算用DAC回路４２４を使用する点で
第４図と類似している。しかし、第５図の回路４
２４の出力端は直接550pFの零化コンデンサ４３
０に接続している。32KΩの抵抗器４３１は回路
４２４の全スケール範囲を減少し、他方22pFの
コンデンサ４３３は回路４２４のスプリアス発振
を防止する。従つて、零化コンデンサ４３０は零
化回路の容量性負荷の一形式である。MPU１０
８は線路１５４を介して零化制御信号を乗算用
DAC回路４２４へ送る。この信号に応じて、コ
ンデンサ４３０の容量性負荷効果が変化する。上
述したように容量性負荷が変化して、パネルがタ
ツチされない時Ｘ，Ｙ及びＺタツチ電流が０に調
整される。 第７図の実施例に於て、信号源３０に含まれる
周知の矩形波発振器の第１出力端３６はパネル駆
動増幅器３８に接続している。この例では、乗算
用DAC回路４２４に矩形波発振器３０の第２出
力端７０から第１出力端３６の信号と90°位相の
ずれた信号が入力する。この乗算用DAC回路の
出力端は抵抗器４３２を介してSIG−パネル操作
出力端５０に接続している。矩形波発振器の出力
端３６及び７０の出力信号の位相が90°ずれてい
るので、抵抗器４３２は実質的にSIG−出力端に
対して容量性負荷の如くふるまう。この実効的容
量性負荷の値はMPU１０８から線路１５４を介
して送られる零化信号に応じて変化する。この値
は各タツチ電流に対して零化条件を満たすように
調整される。 第８図にはオフセツト電流を電流検出器６２の
前の位置で直接中央タツプ５４に加える零化回路
の例を開示している。この例では中央タツプ５４
は演算増幅器４３４の反転入力端に接続してい
る。この増幅器４３４の出力端及び反転入力端間
に帰還抵抗器４３６が接続している。増幅器４３
４の出力端は抵抗器４３８を介して別の演算増幅
器４４０の反転入力端に接続している。演算増幅
器４４０も出力端及び反転入力端間に帰還抵抗器
４４２を有し、この出力端は電流検出器６２の入
力端６０に接続している。これら増幅器４３４及
び４４０の各非反転入力端は接地している。更に
乗算用DAC回路４２４の出力端はコンデンサ４
４４を介して増幅器４４０の反転入力端に接続し
ている。乗算用DAC回路４２４の第１入力端は
パネル駆動増幅器３８の出力端４０と接続してい
る。回路４２４の第２（制御）入力端にはMPU１
０８から零化信号が入力している。このように接
続すると、乗算用DAC回路４２４により中央タ
ツプ５４に生じたタツチ電流に零化電流が加えら
れる。この零化電流の値はMPU１０８の制御に
より調整され、パネルがタツチされない時タツチ
電流を０にする。 以上の例により、タツチ・パネル装置に生じる
タツチ電流信号の自動的零化が行われる。また、
タツチ・パネル装置の動作中にタツチ電流を０に
するようにこの零化を行える。 自動周波数制御 第１図及び第３図に於て、タツチ・パネル装置
は、このシステムが使用されている環境内の信号
とパネル操作信号が干渉しないようにパネル操作
信号の周波数を環境信号の周波数スペクトルから
自動的にずらす手段を含んでいる。この手段はタ
ツチ電流検出の際に干渉する周波数スペクトルの
影響を効果的に除去する。このような干渉スペク
トル信号源の主な一例はCRT表示装置の水平フ
ライバツク信号である。このフライバツク信号の
周波数は装置によつて変化し、且つ特定の装置が
動作しても変化する。この干渉周波数スペクトル
からパネル操作周波数を自動的にずらすようにし
たので、予期される種々の干渉周波数スペクトル
に対し、種々のタツチパネル装置を特別に設計す
る必要がない。即ち、本発明のタツチパネル・シ
ステムはこのような周波数変化に対し自動的に補
償されるので干渉周波数スペクトルを避ける為に
逐一作る必要がない。 第１図に於て、信号源３０に含まれる可変周波
数信号発生器は制御入力端１７６に入力する周波
数制御信号に制御された周波数の出力を発生す
る。具体的には、信号源３０は自動周波数制御回
路１７８の信号に応じて可変周波数信号を出力す
る電圧制御発振器（VCO）を含んでもよい。 MPU１０８はタツチ電流データにより駆動信
号周波数を変化させるかどうか決める。１つの方
法として、この決定はタツチ電流出力の零化調整
の必要頻度を監視して行われる。もし零化調整頻
度が予め定めた頻度を越えると、駆動周波数が干
渉信号の周波数に近過ぎるレベルにあるものと見
なされる。この場合、MPU１０８が自動周波数
制御回路１７８を制御して信号発生器３０の出力
するパネル走査信号の周波数を調整する。通常、
最初に調整した周波数は比較的高い。最初の動作
周波数を選択後、動作周波数の更新は通常少しず
つ増加して行われる。また、流れ図に関して後述
するように、この周波数を調整すべき方向を決め
る手段が用意されている。 第３図に於て、MPU１０８の出力ピン３２乃
至３９からデジタル周波数制御信号がバス１０４
及び１８２を介してDAC１８４のデータ入力ピ
ン４乃至１１に送られる。DAC１８４は自動周
波数制御回路の一部を構成し、第３Ｂ図のように
接続したアナログ・デバイス社製AD7524型DAC
を含んでもよい。この回路に用いたフイルタ用コ
ンデンサ及びバイアス抵抗器は表１に記載されて
いる。DAC１８４の入力ピン１３はMPU１
０８の出力ピン１６に接続している。また、
DAC１８４のピン１２はデコーダ１３０に線
路１８６を介して接続している。MPU１０８の
制御により及び入力ピン１２及び１３が
共に論理“０”になると、DAC１８４はピン４
乃至１１のデータ・バス入力信号に応答する。
CS入力信号が論理“１”になると、データ・バ
ス入力信号は遮断される。逆に、入力が
“１”になると、DAC１８４は又は入力信
号が“１”になつた時データ入力端に最後に存在
するデータを保持する。DAC１８４の出力ピン
１は演算増幅器４６０の反転入力端に接続してい
る。増幅器４６０の出力端はDAC１８４の帰還
ピン１６に接続している。1μFのコンデンサ４６
２はDAC１８４のピン１及び１６間を接続し、
増幅器４６０の非反転入力端は接地している。ま
た、増幅器４６０の出力端は68KΩの抵抗器４６
４を介して別の演算増幅器４６６の反転入力端に
接続している。信号源３０のFMバイアス端４７
６ａは47KΩの抵抗器４６８を介して増幅器４６
６の非反転入力端に接続している。増幅器４６６
の出力端は信号源３０の周波数掃引入力端１７６
ｂに接続するほか、10KΩの帰還抵抗器４７０を
介して自身の反転入力端にも接続している。上述
の構成により、MPU１０８の周波数制御信号に
応じて信号源出力端３６，７０の信号の周波数は
約130〜230KHzの範囲で可変できる。この可変範
囲は所望により増減可能である。 タツチパネル装置を過大電流から保護する為、
MPU１０８は絶えずデジタル化タツチ電流信号
を監視している。典型的にはインピーダンス
（Ｚ）タツチ電流信号が特に過大電流になるか監
視されるが、他のタツチ電流を同様に監視しても
よい。Ｚタツチ電流信号が予め定めた値を越える
と、MPU１０８によりデコーダ１３０からOSC.
EN.信号が線路１９０を介して信号源３０用のデ
イセーブル・スイツチ１９２の制御入力端に送ら
れる。これによつてスイツチ１９２が閉じると、
信号源３０のピン１０が接地され、信号出力が遮
断される。同時にパネル走査状態がオフ状態に通
常切換わる。これでパネルのコンタクトとタツチ
検出回路群との接続が離れ、タツチ処理回路群も
過大電流から保護される。 上述したタツチ電流システムは動作するのに比
較的小さな電力（即ち、通常3W以下）しか消費
しない。更に、回路基板の寸法、使用部品点数及
び経費も低減している。また、通常この装置全体
が広範囲に応用できる基準装置であるが、オフセ
ツト・コンデンサ１５８及び１６８は実際の環境
に適合させる為に時には変更できる。従つて、使
用者による調整は最小限度となる。また、マルチ
プレクサ５２を設計変更せずに１ピンから６ピン
までをタツチ感応表面の各辺に接続するのに使用
できる。これによつて本タツチ・パネル装置の汎
用性は更に拡大される。 タツチ電流処理 第９図乃至第１６図の流れ図は第１図のタツ
チ・パネル・システムを動作させる一手順を示し
ている。これら流れ図には自動零化、自動周波数
制御の手順及びデジタル・タツチ電流信号をタツ
チ位置データに処理する手順も含まれている。 第９図では全般的手順を示している。開始ブロ
ツク４８０（これは装置のリセツトを含んでいて
もよい）から始まり、初期周波数ブロツク４８２
に到る。ブロツク４８２は初期タツチ・パネル動
作周波数を選択するサブルーチン及び初期零化サ
ブルーチンを呼び出すサブルーチンにも相当す
る。次のブロツク４８４ではＸ及びＹが０に設定
される。またＺはFFhに設定される。このFFhは
16進数のFF（10進数では255）を示している。こ
れらの値は非タツチ状態に対応している。この
後、この装置はＸ，Ｙ及びＺを出力し、この初期
設定が完了したことを示す。その後、ブロツク４
８６では以前のＸ，Ｙ及びＺの値（旧〔Ｘ，Ｙ，
Ｚ〕）として〔Ｘ，Ｙ，Ｚ〕が設定される。その
後、ブロツク４８８に達すると新しいＸ，Ｙ及び
Ｚの値が決められる。ブロツク４８８は第１３図
及び第１４図に示したサブルーチンに相当する。 ブロツク４８８から処理はループ４９０，４９
５及び４９７へ継続していく。これらのループで
はタツチ・パネル装置が特定の動作モードにある
時新しいＸ，Ｙ及びＺの値を新しい値として認め
るかどうかを決める。より詳しく言えば、ループ
４９０はこの装置が連続モードで動作中であるか
どうかを検査する判断ブロツク４９２を含んでい
る。第３Ａ図に関して上述したように、これは制
御スイツチ１９８の設定によつて決まる。もし
YESならばタツチ・パネル装置は判断ブロツク
４９４でＸ，Ｙ及びＺの値の変化を探索する。も
し値の変化がなければ（即ちNOならば）、処理
はブロツク４９８へ進む。もし値が変化していれ
ば（YESならば）、ブロツク４９６で新しいＸ，
Ｙ及びＺの値がタツチパネル検出回路群から出力
される。その後処理手順は継続する。 ループ４９０の処理の後、ループ４９５では制
御スイツチ１９８によつてタツチ接触モードが選
択されている場合にこのモードを評価する。この
モードの時には、Ｘ，Ｙ及びＺの値の最初の変化
に応じて新しい値が出力される。タツチパネル装
置がタツチ接触モードであれば、判断ブロツク４
９８から判断ブロツク５００に処理が進む。も
し、旧Ｚの値がFFh（非タツチ）であつて、新し
いＺの値がFFhに等しくなければ、パネルがタツ
チされていることになる。この場合、ブロツク４
９６に進み新しいＸ，Ｙ及びＺの値が出力され
る。その後、ブロツク４９６から、或いは新しい
タツチが検出されなかつた場合にはブロツク５０
０から処理は継続する。 ループ４９７の判断ブロツク５０２では、タツ
チ・パネル装置がタツチ解除モードにあるかどう
かが判断される。これは制御スイツチ１９８の設
定で決まり、もしこのモードにあればタツチパネ
ル装置は使用者がタツチ感応表面からタツチを離
す最初の瞬間を監視する。ブロツク５０４では旧
Ｚの値がタツチ状態に対応していて且つ新しいＺ
の値が非タツチ状態に対応しているかどうかを判
断する。もしYESならば、タツチ感応表面から
タツチが解除されたことになるので、記憶されて
いた旧Ｘ，Ｙ及びＺの値が出力される。これらの
値は使用者の指又はスタイラスがタツチ感応表面
から離された位置に対応している。ブロツク５０
６又はブロツク５０４から処理が継続する。 ブロツク５０８では信号源３０がOSC.EN.信
号によつて停止されたかどうかを判断する。もし
停止状態になれば、ブロツク５１０で任意の遅延
時間（例えば１秒より僅かに長い時間）を加え
て、過大電流源を取り除く時間を与える。この遅
延時間後に処理が継続する。第９図には示してい
ないが、絶えず遅延時間を監視することができ
る。また、累積遅延時間が予め定めた時間を越え
た場合、全処理を停止するようにしてもよい。こ
の場合、MPU１０８は過大タツチ電流の為に、
所定の最大遅延時間を越えて、信号源３０を停止
し続ける。これはシステムを検査する必要がある
ことを意味する。 第１０図を参照すると、第９図から呼出された
初期周波数サブルーチンはブロツク５１２から開
始する。ブロツク５１４では周波数FREQ.は7Fh
に初期設定される。これは信号源３０の周波数制
御の為にDAC１８４に送られた最初の周波数の
略中央値から始まる。後続のブロツク５１６，５
１８及び５２０ではある初期条件が設定される。
変数Fconstは最初０に設定される。この変数は
タツチが検出されずに走査周波数の設定が一定の
まま走査した走査サイクルの数を表わしている。
Fconstの前の値OLDFconstは最初周波数が安定
であると仮定しているので、FFhに設定される。
変数Foffsetも最初０に設定される。また、Fmod
フラグは１に設定される。このFmodフラグは周
波数の変化方向を制御する。Fmod＝１のとき周
波数の調整は増加方向である。Fmod＝−１のと
きは周波数調整が減少方向であることを意味す
る。ブロツク５２０から初期零化ブロツク５２２
に進む。このブロツクはＸ，Ｙ及びＺタツチ電流
を最初０に設定する初期零化サブルーチンであ
る。このサブルーチンについては第１１図に関連
して後述する。 その後、判断ブロツク５２４ではＸ，Ｙ及びＺ
タツチ電流が十分に零化されているかどうかを判
断する。これは、各電流の値を零化閾値と比較し
て行われる。答がNOであれば、初期周波数が干
渉周波数スペクトルに近過ぎることを意味する。
例えば、初期周波数が、この装置を使用している
CRT表示器の水平フライバツク周波数の高調波
のどれかに近いものかも知れない。この場合に
は、ブロツク５２６で周波数は大きなステツプ
（即ち、10単位）だけ増加される。これはMPU１
０８と自動周波数制御回路１７８とによつて行わ
れる。判断ブロツク５２８では全周波数が試験済
かどうかが評価される。答がYESなら、処理は
ブロツク５３０で停止する。まだ全周波数が試験
済でなければ、処理はブロツク５２８から信号の
再零化の為ブロツク５２２へと戻る。 ブロツク５２４でＸ，Ｙ及びＺタツチ電流が閾
値範囲内と判断されたと仮定する。この場合には
サブループ５３２に処理が進む。このサブループ
では、タツチ電流（例えばＺタツチ電流）が予め
定めたサイクル数の期間十分に一定であつたかど
うか評価する。十分一定であれば、最初の動作周
波数は以下述べるように更新されるまで、そのま
ま保持される。Ｚタツチ電流がこのサイクル期間
中に一定でなければ、周波数を少しだけ増加して
から初期周波数選択手順が継続する。結局、周波
数を選択した結果Ｚタツチ電流は所定の測定サン
プル数の期間で略一定となる。そして、この初期
周波数サブルーチンが終了する。 詳しく言えば、ブロツク５２４からYES分岐
によりブロツク５３４に進み、ここで測定サンプ
ル数COUNTが設定される。測定サンプル数をい
くつに選んでもよいが、10が好適例である。ブロ
ツク５３６では旧インピーダンス・タツチ電流
OLDZとしてＺの値が記憶され、次のブロツク５
３８では新しいインピーダンスタツチ電流Ｚが測
定される。タツチ電流の測定については第１２図
に関連して後述する。ブロツク５４０では旧Ｚと
Ｚとの差の絶対値を閾値（即ち１）と比較する。
もし、閾値より大きければ、ブロツク５４２に進
み、駆動周波数FREQ.は小さなステツプ（即ち
１単位）だけ増加する。その後処理はブロツク５
２４へ継続する。しかし、もしインピーダンス・
タツチ電流がこの閾値の許容範囲内で一定であれ
ば、ブロツク５４０からブロツク５４３に進み、
COUNTの値が１減少される。次のブロツク５４
４では測定サンプル全てが検査されたかどうかを
判断する。まだなら処理はブロツク５３６に戻さ
れる。全て検査が終れば一定かどうか評価中のＺ
タツチ電流或いは他のタツチ電流は所定の測定サ
ンプル数の期間、十分に一定であつたことにな
る。その後、この結果によつて初期動作周波数が
確定する。ブロツク５４６から処理は第９図のブ
ロツク４８２に戻る。 第１０図のブロツク５２２で呼出された初期零
化サブルーチンは、第１１図のブロツク５５０か
ら開始する。このサブルーチン零化手順によつ
て、各タツチ電流信号を零化する為に必要な零化
静電容量を選択する。第４図乃至第８図に示した
種々の零化回路の例に対しても同様の手順が好適
である。ブロツク５５２では、積分器の利得
GAINは０に初期設定される。これは最長有効時
間（例えば約30mS）の積分に対応している。ま
た、零化制御信号NULLは０に初期設定される。
この零化制御信号はMPU１０８からラツチ３９
０（第３Ａ図）に送られる信号である。また、最
終零化フラグLAST NULLを論理状態“偽”
（FALSE）に初期設定する。このフラグは、後の
零化を更新する際に用いられる。 ブロツク５５４では、変数BITが80h（16進数）
に設定される。このBITはライチ３９０の出力に
対応し、16進数形式で表わされる。BITが80hに
設定されると、可変範囲の中間値のコンデンサ
（即ち、128pFのコンデンサ４１４）が選択され、
SIG＋走査出力端４８に接続される。ブロツク５
５６では、零化制御信号NULLとBITの和を新
しいNULLに設定する。このループを最初通過
するとき、零化制御信号NULLは80hに等しい。
もし、Ｘタツチ電流を零化している時なら、ブロ
ツク５５８でＸタツチ電流が第１２図のサブルー
チンに従つて測定される。同様に、Ｙ及びＺタツ
チ電流も各零化中には測定される。 ブロツク５６０では、測定したＸタツチ電流の
値（或いはＹ又はＺタツチ電流の値）が０より大
きいかどうかを判断する。答がYESならば、SIG
＋出力端に接続した静電容量が大き過ぎることに
なる。この場合、ブロツク５６２でNULLから
BITを引いた値を新しいNULLとする。これで
自動零化回路１５０からコンデンサが切離され
る。初期状態ではコンデンサ４１４がSIG＋出力
端に結合していたとする。ブロツク５６０でもし
測定したタツチ電流が０より大きくなければ、こ
れはSIG＋出力端に十分な静電容量が接続してい
ないことを意味する。この場合、ブロツク５６４
でBITの値が半分になる。次のブロツク５６６で
は、この半分になつたBITの値が０かどうかを判
断する。答がYESならばコンデンサ選択過程が
完了したことになる。第１回目では答はNOで処
理はブロツク５５６に戻ることになる。ブロツク
５６０で、もし自動零化回路の静電容量が不十分
と判断されたら（即ち、NOのとき）、ブロツク
５６２は迂回され、その後ブロツク５５６に戻つ
た時、コンデンサ４１４及び４１２が共にこの回
路に接続する。その後、処理が継続する。反対
に、ブロツク５６０で自動零化回路の静電容量が
大き過ぎると判断されると、ブロツク５５６に戻
つた時コンデンサ４１４がはずされ、コンデンサ
４１２が加えられる。SIG＋出力端に接続した総
静電容量により、零化タツチ電流の値が僅かに負
で０に非常に近づいた時、このコンデンサ選択手
順は停止する。この種々のコンデンサを組合せた
結果、BIT＝０になると、ブロツク５６８に進ん
で非タツチ条件下のＸ，Ｙ及びＺタツチ電流が測
定される。また、ブロツク５７０にて、Ｘ，Ｙ及
びＺの零化オフセツトがこれらの測定値に等しく
設定される。これらの測定値は初期零化処理が完
了後の非タツチ条件下に於ける残留Ｘ，Ｙ及びＺ
タツチ電流に対応している。これら零化オフセツ
トは零化処理を更新するかどうかの後の判断に用
いられる。即ち、SIG＋出力端４８に零化回路１
５０が接続するコンデンサを変更するかどうかを
判断する場合である。ブロツク５７０からブロツ
ク５８２へ進み、処理は第１０図のブロツク５２
４へ戻る。 第１２図のタツチ電流の測定サブルーチンはブ
ロツク５９０から開始する。ブロツク５９２で
は、マルチプレクサ５２を制御して、タツチ電流
検出の為所望の状態に装置を設定する。例えば、
Ｘ電流検出中にはSIG＋出力端をパネルの右側辺
に接続し、SIG−出力端を左側辺に接続する。ブ
ロツク５９４では、適当な零化状態を設定する。
換言すれば、特定のタツチ電流（即ちＸタツチ電
流）を検出する為以前決めたラツチ３９０の設定
を用いて、以前決めたコンデンサをSIG＋出力端
に接続するのである。ブロツク５９６では、スイ
ツチ９４（第１，３図）を閉じて、積分準備の為
積分用コンデンサ９０を放電させる。ブロツク５
９８では、アナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）オフセ
ツトが決められる。具体的には、積分用コンデン
サを放電した時、ADC１００から7Eh（中央値）
以外の出力を発生させてもよい。Ａ／Ｄオフセツ
トは記憶され、データのずれを補償する為に用い
られる。 ブロツク６００では、積分期間を、最長積分期
間MAX.TIME割る設定利得値gain（便宜的に
GAINと書くこともある）を指数とする２の累乗
（即ち、MAX.TIME／2^gain）に等しくする。最
初、この利得gainは０である。しかし、後述する
ように、この利得は第１３図の位置読込サブルー
チンで調整される。一般に、丸め誤差を低減する
為に、タツチ電流をデジタル化した時、ADC１
００の出力範囲を逸脱しない範囲で最も長い期間
積分を行なうことが望ましい。ブロツク６０２で
は、Ｘ，Ｙ，Ｚのどれであつても積分回路の出力
をデジタル化した値を測定したタツチ電流の値
（VALUE）とする。ブロツク６０４では、この
VALUEからブロツク５９８で決めたＡ／Ｄオフ
セツト（Ａ／Ｄ OFFSET）を引いて新たな値
VALUEとする。その後、ブロツク６０６ではマ
ルチプレクサ５２を切換えてスイツチをオフ状態
にする。この手順は測定された各タツチ電流につ
いて繰返される。以上のタツチ電流測定の完了
後、ブロツク６０８からこの測定サブルーチンを
呼出した元の処理ブロツクへ処理は戻される。 新しいＸ，Ｙ及びＺの値を返すサブルーチンを
第１３図及び第１４図に示す。このサブルーチン
は第１３図のブロツク６１０から開始する。総て
の場合に不可欠という訳ではないが、通常タツチ
電流信号は平均化され、この平均化によりタツチ
位置が決められる。ブロツク６１２では平均化処
理する測定サンプルの数を設定する。この数
（Ｎ）は積分回路の設定利得GAINの関数f₁（即
ち、Ｎ＝f₁（GAIN））に等しく設定される。より
詳しく言えば、f₁（GAIN）の値は、設定利得が
０か１の時２に等しく、設定利得が２又は３の時
４に等しく、設定利得が４又は５の時８に等し
く、設定利得が６又は７の時16に等しい。この測
定サンプル数の選択は、平均化によつてノイズを
有効に除去し、他方妥当な応答時間を維持するよ
うに決められる。他の利得関数も所望により用い
てもよい。 ブロツク６１４では、測定したＸ，Ｙ及びＺタ
ツチ電流をデジタル化したデータを累計するアキ
ユムレータを０に設定する。その後、ブロツク６
１６に進み、Ｚタツチ電流が測定される。この時
Ｘ或いはＹタツチ電流を測定することもできる
が、通常はＺタツチ電流を測定し、これが過大タ
ツチ電流の存在及び設定利得の調整の必要性も判
断する為に評価される。この測定したＺタツチ電
流は、ブロツク６１８で予め定めた最大値MAX.
Zより大きいかどうか判断される。もしYESな
ら、ブロツク６２０でこの設定利得が、最短積分
時間に対応する値０であるかどうかチエツクされ
る。もし設定利得が０であれば、最短積分時間を
用いても尚Ｚタツチ電流が所定の最大値を越えて
いることから、過大Ｚタツチ電流が流れているこ
とを意味する。この場合、ブロツク６２１で信号
源３０の動作を停止し、マルチプレクサ５２のス
イツチも遮断される。更に、Ｘ及びＹの値は夫々
以前の値OLDX及びOLDYに等しく設定され、
Ｚは０に設定され、停止条件を示す。また、最終
零化フラグLAST NULLは後の零化の更新に用
いるので論理状態“偽（FALSE）”に設定され
る。その後、処理はブロツク６２４から元に戻さ
れる。第９図のブロツク５０８に達すると、停止
状態が指示され、ブロツク５１０で遅延時間が発
生する。 第１３図のブロツク６２０で設定利得GAINが
０でないと判断されると、この利得はブロツク６
２２で０に設定される。その後処理はブロツク６
１２から継続する。再びブロツク６１８に達し、
YES分岐に進めば設定利得は０なので停止状態
になる。しかし、Ｚタツチ電流が所定の最大値
MAX.Z以下ならば、ブロツク６２６に処理が進
む。このブロツク６２６ではＺタツチ電流が最小
所望値MIN.Zより小さいかどうか判断される。
もし、小さければ、サブルーチン６２８で利得調
整が行われる。即ち、ブロツク６２６からブロツ
ク６３０に進み、利得GAINが最大設定利得
MAX.GAINに等しいかどうか判断される。もし
等しければ、ブロツク６３２でＸ，Ｙ及びＺは非
タツチ状態を示すように（即ちＸ，Ｙ＝０、Ｚ＝
FFh）夫々設定される。換言すれば、微小インピ
ーダンス電流信号は最長積分期間を設定したこと
により検出され、タツチされたことを指示でき
る。ブロツク６３２から処理は周波数及び零化の
オフセツト更新サブルーチン６３４に進む。この
サブルーチン実行後、ブロツク６３６から処理が
戻される。この処理手順では、オフセツト更新サ
ブルーチン６３４には非タツチ条件の時以外進ま
ない。従つて、タツチが検出されている時には周
波数及び零化の調整（即ち更新）は行われない。 ブロツク６３０に於て、設定利得GAINが最大
設定値ではないと判断されるとブロツク６３８に
進む。ここでは設定利得（即ち積分期間）が１増
加する。また、ここではＺを再測定せずに単純に
２倍（2Z）に設定する。その後、ブロツク６４
０では、Ｚが最小所望値MIN.Zより小さいかど
うかが確認される。もし、Ｚが小さければ
（YESならば）、処理は上記ブロツク６３０に戻
る。もしＺが小さくなければ（NOならば）、処
理はブロツク６１２に戻り、本タツチ・パネル装
置は前と異なる設定利得にて動作する。 ブロツク６２６に於て、Ｚタツチ電流がMIN.
Zの値より小さくないと判断されると（NOなら
ば）、これはＺの値が所望のMIN.ZからMAX.Z
の範囲内にあり、タツチが検出されたことを意味
する。ブロツク６２９では測定したＺタツチ電流
を累計し、且つＸ及びＹタツチ電流を測定及び累
計する。ブロツク６３１では測定サンプル数Ｎが
１減少する。その後、ブロツク６３３では、ブロ
ツク６１２で設定した全ての測定サンプルが得ら
れていなければ（NOならば）、処理はブロツク
６１６から継続する。もし全測定サンプルが揃つ
ていれば（YESならば）、処理はブロツク６３５
から第１４図のブロツク６３７に進む。その後、
第１４図のブロツク６３９、６４１及び６４２に
於て、Ｘ，Ｙ及びＺの各累計値が調整されて、第
１１図のブロツク５７０で最初設定したＸ，Ｙ及
びＺのオフセツト値或いは第１５図のサブルーチ
ンで更新されたＸ，Ｙ及びＺのオフセツト値の影
響を除去している。これらのオフセツト値
（Xoffset，Yoffset，Zoffset）は、積分回路の利
得を０に設定して決められている。しかし、Ｘ，
Ｙ及びＺの測定値は必ずしも同じ設定利得で決め
られてはいない。従つて、この調整の中で、上記
オフセツト値（Xoffset，Yoffset，Zoffset）は
設定利得gainを指数とした２の累乗（即ち2^gain）
で割算される。更に、このオフセツト値に累計範
囲内の測定サンプルの総数Ｎを剰算して総オフセ
ツト値が決められる。従つてMPU１０８は残留
零化オフセツト電流を補償しているのである。ブ
ロツク６４４及び６４６では、Ｘ及びＹのタツチ
位置（Xp，Yp）が計算される。また、インピー
ダンス値Zpは利得GAIN及びＺの累計値ΣZの関
数f₂に設定される。具体的に言えば、f₂（GAIN，
ΣZ）＝〔（MAX.GAIN−GAIN）×16〕＋〔ΣZ／2⁶〕
である。この関数は設定利得の基数２を底とする
対数の値が利得の設定範囲に収まるように選ばれ
たものである。その後、ブロツク６５０で、最終
零化フラグLAST NULLが“偽（FALSE）”に
設定され、ブロツク６５２で処理が戻る。 第１５図を参照して、零化オフセツト及びパネ
ル駆動周波数の更新サブルーチンについて以下に
述べる。このサブルーチンはブロツク６６０から
開始する。ブロツク６６２では、零化更新フラグ
UPDATE NULLを“偽（FALSE）”に、また
旧Ｚの値OLDZをＺの値と等しく設定する。ブロ
ツク６６４では、すぐ前の走査サイクルも非タツ
チ状態であつたかどうかの判断がされる。もし
YESであれば、Ｚ，Ｘ及びＹオフセツト
（（Zoffset，Xoffset，Yoffset）が順次オフセツ
トの更新の必要性を判断する為に検査される。換
言すれば、零化更新を行う前に少くとも１サイク
ル期間非タツチ状態を継続していなければならな
い。 零化更新を行う場合には、処理はブロツク６６
４からブロツク６６６へ進む。このブロツク６６
６では、Ｚオフセツト（Zoffset）はZoffsetと旧
Ｚの値（OLDZ）の関数f₁に等しく設定される。
即ち、f₁（Zoffset，OLDZ）＝〔Zoffset−Zoffset／
2⁵＋OLDZ／2⁵〕である。f₁は他の関数でもよい
が、この特定の関数はオフセツト値をフイルタ処
理する為に選ばれたものである。その後、ブロツ
ク６６８でこのZoffsetは評価され、最大Ｚオフ
セツト値MAX.Zoffsetより大きいかどうかが判
断される。もし、大きければ、（YESならば）、
自動零化回路１５０を調整してSIG＋出力端に結
合する静電容量を減少する必要がある。これはブ
ロツク６７０にて、１ステツプ零化信号（Znull）
を減少して行われる。ブロツク６７０からブロツ
ク６７２に進み、ここではZoffsetを０に設定し、
更新零化フラグ（UPDATE NULL）を“真
（TRUE）”に設定する。このフラグは零化更新
が実行されたことを示している。このサブルーチ
ンの処理は、その後位置６７４から継続する。 ブロツク６６８に於て、ZoffsetがMAX.
Zoffset以下と判断された場合には、ブロツク６
７６に進んでZoffsetが最小Ｚオフセツト値MIN.
Zoffsetより大きいかどうかが判断される。もし、
大きければ、自動零化回路が十分な静電容量を
SIG＋出力端に結合していないことになる。その
為、ブロツク６７８では零化信号（Znull）が１
ステツプ増加し、静電容量を付加する。ブロツク
６７８からブロツク６７２に進み、ここでは上述
のブロツク６７２の処理が実行される。もし、ブ
ロツク６６８及びブロツク６７６で共にNOの判
断がされて位置６７４に達した場合、これは
Zoffsetの調整が不要であることを意味する。 XoffsetはZoffsetと同様の手法で評価される。
従つて、Zoffsetの場合に述べたブロツクに対応
するブロツクには同じ番号にａを付加して記入し
ている。同様に、Yoffsetの評価の場合でも、各
対応ブロツクには同じ番号にｂを付加して記入し
ている。また、関数f₁についてもZoffsetの場合
と同様に、f₁（Xoffset、OLDX）＝〔Xoffset−
Xoffset／2⁵＋OLDX／2⁵〕及びf₁（Yoffset、
OLDY）＝〔Yoffset−Yoffset／2⁵＋OLDY／2⁵〕
となる。 零化オフセツトを評価し、必要に応じて更新し
てから、処理はブロツク６８０から継続する。ブ
ロツク６８０では、Ｘタツチ電流を測定（第１２
図参照）し、旧Ｘの値（OLDX）をＸに等しく
設定する。それからブロツク６８２ではＹタツチ
電流を測定し、旧Ｙの値（OLDY）をＹに等し
く設定する。ブロツク６８４では最終零化フラグ
（LAST NULL）を“真（TRUE）”に設定す
る。ブロツク６８６では以下に述べる周波数更新
サブルーチン（第１６図）が実行される。この周
波数更新サブルーチン終了後、処理はブロツク６
８８にて、戻される。 第１６図のサブルーチンではパネル駆動周波数
の調整が必要かどうかが判断される。このサブル
ーチンはブロツク６９０から開始し、ブロツク６
９２へ進む。ブロツク６９２では、変数Foffset
を、Foffsetと零化更新フラグUPDATE NULL
の関数f₁に等しく設定する。この関数f₁は自動零
化回路がSIG＋出力端に接続する容量性負荷の調
整頻度を評価するのに用いる。この零化調整の頻
度が高過ぎると、タツチパネルの駆動周波数が環
境内の固定周波数干渉スペクトルに近過ぎること
を意味する。この場合には、MPU１０８により
駆動周波数が調整される。 具体例として、f¹（Foffset、UPDATE
NULL）＝〔Foffset−Foffset／2³＋（16又は０）〕
（但し、右辺第３項は零化更新フラグUPDATE
NULLが“真”のとき16、UPDATE NULLが
“偽”のとき０である。ブロツク６９４に於て、
変数FoffsetがFoffsetの所定の最大値MAX.
Foffsetより大きいかどうかが判断される。大き
くない（NOの）場合、零化調整の実行頻度が最
大値を越えていないことを意味する。従つて、ブ
ロツク６９６に於て、変数FconstをFconst＋１
に等しく設定し、次のブロツク６９８から処理が
戻される。従つて、変数Fconstの値は非タツチ
条件下でFoffsetがMAX.Foffsetを越えない限
り、毎回更新される。換言すれば、変数Fconst
はパネル駆動周波数の調整時点間に於てパネルが
タツチされずに且つ十分に零化されていた期間を
示している。 ブロツク６９４に於て、FoffsetがMAX.
Foffsetより大きいと判断された場合には、ブロ
ツク７００に処理が進み、現在のFconstの値と
旧Fconstの値（OLDFconst）が比較される。即
ち、零化調整を行わない期間が以前の動作周波数
の場合より現在の動作周波数の場合の方が長いか
どうかを判断している。もし、YESであれば、
以前の周波数変化が適切な方向に行われたことを
意味している。この場合、ブロツク７０２に於て
旧Fconstの値（OLDFconst）をFconstの値に等
しく設定する。反対に、ブロツク７００に於て現
在の駆動周波数によつて以前の周波数の場合より
も零化調整頻度が高くなつた場合（NOのとき）、
ブロツク７０４に処理が進む。ブロツク７０４で
は、フラグFmodの正負符号を逆にして、以前の
誤りの周波数変化方向とは反対の方向に次の周波
数変化を変更する。その後、ブロツク７０２の処
理後、ブロツク７０６に進み、Fconst及び
Foffsetを共に０に設定する。更に、ブロツク７
０８ではＸ，Ｙ及びＺオフセツト（offset〔Ｘ，
Ｙ，Ｚ〕）を全て０に設定する。また、ブロツク
７１０では周波数FREQ.を１ステツプFmodだけ
適切な方向に調整している。その後、ブロツク７
１２からこのサブルーチンは第１５図に戻る。 所定のＸ−Ｙ座標は適当な方法で使用者のコン
ピユータ１１４（第１図）により利用し得る。例
えば、特定の位置に於けるタツチの場合にサブル
ーチンを呼出すようにしてもよい。また、上述の
説明で明らかなように、タツチ感応表面上をすべ
らせてタツチ位置を連続的に決めてもよい。この
ような連続的タツチ位置決定法をコンピユータ１
１４で用いて、例えば表示端末画面１４上の画像
をトレースするようにしてもよい。第９図乃至第
１６図の流れ図に示した手順も、他の走査方法に
応用してもよい。即ち、本発明は上述の処理手順
に限定されるものではない。

【表】

〔発明の効果〕

本発明によれば、自動周波数制御手段を設けて
非タツチ時のタツチ電流が最小になるまで、交流
電圧信号の周波数、即ちパネル走査信号の周波数
を自動的に制御し、使用環境内で生じる種々の信
号の周波数スペクトルによる干渉を補償する。こ
れにより、タツチ位置決定の際に外部の干渉信号
の影響を自動的に排除できるので、装置の信頼
性、安定性、使用環境の自由度、及び汎用性等を
格段に向上したタツチパネル装置が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るタツチパネル・システム
全体のブロツク図、第２図は第１図のマルチプレ
クサ５２及びタツチパネル１６を詳細に示す回路
図、第３Ａ図及び第３Ｂ図は第１図から第２図の
部分を除いた部分を詳細に示す回路図、第４図乃
至第８図は第１図及び第３Ａ図の自動零化回路１
５０の他の実施例を夫々示す回路図、第９図は第
１図のMPUの全体的処理を示す流れ図、第１０
図は初期パネル走査周波数を決定する処理手順を
示す流れ図、第１１図は初期零化処理手順を示す
流れ図、第１２図はタツチ電流信号の測定処理手
順を示す流れ図、第１３図及び第１４図はタツチ
位置を決定する処理手順を示す流れ図、第１５図
は非タツチ状態時にタツチ電流信号を零化する処
理手順を示す流れ図、第１６図はパネル走査信号
の周波数を変更する処理手順を示す流れ図であ
る。 １６……タツチパネル、３０……信号源、４４
……パネル走査信号発生手段、５４，６２……タ
ツチ信号検出手段、５２……切換手段、５６……
タツチ信号処理手段、１７８……自動周波数制御
手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 導電性のタツチ感応表面上の対向する縁部
   に、少なくとも１対の電気接点を有するタツチパ
   ネルと、 周波数制御信号により周波数を制御可能な交流
   電圧信号を発生する信号源と、 上記交流電圧信号が入力端に供給され、上記タ
   ツチパネルの１対の接点に供給される互いに逆相
   の第１及び第２パネル走査信号を１対の出力端に
   夫々発生するパネル走査信号発生手段と、 上記タツチパネルの上記１対の電気接点への上
   記第１及び第２パネル走査信号の供給状態を選択
   的に切換える切換手段と、 上記第１及び第２パネル走査信号の差に相当す
   るタツチ電流信号を検出するタツチ信号検出手段
   と、 上記タツチ電流信号から上記タツチ感応表面上
   のタツチ位置を決定するタツチ信号処理手段と、 上記タツチ感応表面が非タツチ状態の時に、上
   記周波数制御信号を発生して、上記交流電圧信号
   の周波数を所定周波数にし、上記タツチ信号検出
   手段が検出する上記タツチ電流信号が所定値を超
   える場合は、上記タツチ電流信号が上記所定値以
   下になるまで、上記周波数制御信号による上記交
   流電圧信号の周波数の制御を繰り返す自動周波数
   制御手段と、 を具えることを特徴とする自動周波数制御機能付
   タツチパネル装置。