JPH0450607B2 - - Google Patents
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- JPH0450607B2 JPH0450607B2 JP61316105A JP31610586A JPH0450607B2 JP H0450607 B2 JPH0450607 B2 JP H0450607B2 JP 61316105 A JP61316105 A JP 61316105A JP 31610586 A JP31610586 A JP 31610586A JP H0450607 B2 JPH0450607 B2 JP H0450607B2
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- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
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Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は、タツチ感応表面を有するタツチパネ
ル及びタツチ感応表面がタツチされた位置（本質
的には任意の位置）を決定する回路を有するタツ
チパネル装置に関する。 本発明は、表示情報について何らかの選択を行
うような種々の表示装置と共に用いることができ
る。本発明の用途の一例として、例えば質問に応
答するために利用者が選択的にタツチするラツプ
ヘルド（膝のせ）型タブレツトが挙げられる。他
の例としては、コンピユータ情報処理装置に接続
された表示端末（例えば、CRT端末）の表示ス
クリーン上に表示されたメニユー（情報項目）を
利用者が選択するためのものが考えられる。 〔従来技術〕 表示スクリーン上に、予め定められたパターン
状のタツチ区分（又は領域）を有するタツチパネ
ルを設置したCRT表示端末は周知である。この
端末は、予め定められたパターンの任意の区分へ
のタツチに応答して、そのタツチされた区分の位
置を識別する。このような装置は、典型的には、
容量性検知技術を採用している。即ち、制御器が
絶えずタツチパネルに走査信号を与え、タツチが
検出されるまで各区分のサンプリングを続け、区
分の１つが利用者によつてタツチされたとき、そ
の利用者の人体の静電容量（以下単に容量とい
う）が回路に付加される。そこで、制御器を用い
て容量の変化を検知し、どのパターン区分がタツ
チされたかを判定する。 このようなタツチ応答端末の一例として、米国
ユタ州ソルトレークシテイーにあるRGBダイナ
ミクス社の製品が挙げられる。同社製品のタツチ
感応表面は、ガラス基板上に被覆されたインジウ
ム酸化錫被膜から成る。この被膜は複数の独立化
した部分からなるパターン状に設けられ、各部分
は導体で電気検出回路に接続さてれいる。しか
し、このように感応表面をパターン化すると、タ
ツチ分解能をパターン化区分の大きさに限定する
ことになる。また、採用した特定の区分パターン
状のタツチ検出しかできない。更に、各パターン
区分の電気的接続のために複雑な配線接続が要求
される。このような複雑な配線構造は、簡単な構
造のものに比べ欠陥を生じやすく、製造費用も高
くなる。 他の実用化された従来のタツチパネルには、表
示画面を覆いパターン状に配列した透明な機械ス
イツチがある。この型のスイツチは、米国カリフ
オルニア州シルマーにあるシエラシン／イントレ
ツクス・プロダクツ社からトランスフレツクス
（Transflex）という商標で販売されている。具
体的には、この型の装置は、複数の膜（シート）
を有し、使用者が触れた位置のシートが互いに押
圧され、電気的接触が生じる。シートが或る場所
で押圧されると、或る決まつた回路に電流が流
れ、その場所が判明する。このようなシート型タ
ツチパネルの他の例は、ドーマン等の発明に係る
米国特許第4484038号公報に開示されている。 また、米国マサチユーセツツ州アンド−バーに
あるドーマン・ボグドノフ社は、そのカタログに
説明されているように、非パターン状膜状スイツ
チ型のタツチパネルを用いたシリーズ1000・タツ
チスクリーン装置を有する。このタツチパネル装
置は、透明なタツチスクリーンのＸ軸及びＹ軸間
で電流を切替えることにより、タツチスクリーン
上のスイツチ閉成を検知する制御器を有する。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、更にアナログＸ／Ｙ信号から
デジタルＸ／Ｙ座標に変換される。しかしなが
ら、このような膜状スイツチ装置では、膜に傷が
つき易い。また、この装置は多層構造のため光反
射が高く、また比較的光透過度が低く且つ分解能
も低い。 タツチパネルの周囲に複数の光源及び光検出器
のアレイ（列）を設けることによりタツチパネル
へのタツチを検出し、その位置をつきとめる技術
も提案されている。光の代りに音波発生器及び検
出器のアレイをパネル周囲に配置することもでき
る。いずれの場合も、その発生器及び検出器は、
電子回路に接続され、発生器から検出器へ送出さ
れる信号が人体接触による外乱を受けると電子回
路はこれに応答してその場所をつきとめる。 Ng等発明の米国特許第4476463号公報には他の
容量性タツチ検出装置が開示されている。この装
置は、非パターン状導電性タツチ感応被膜が設け
られた表面を有し、この被膜の各辺に沿つて４つ
の細長いバー状電極が接続されている。この公報
に説明されているように、タツチ感応表面を含む
抵抗−容量（Ｒ−Ｃ）回路に対して容量性タツチ
が引き起こす電気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は、２つの交差す
る直線軸の各々についてその一端から繰返し行な
われ、Ｒ−Ｃ回路の時定数を検査していく。この
４つの測定結果が組合わせられ、接触位置が決定
される。この公報中の一実施例では、交流測定信
号が電極に印加され、この印加信号に応じて発生
する電圧波形がこの電極において監視される。交
流測定信号の周波数は監視される電圧波形が所定
状態に達するまで変化する。この所定状態が得ら
れる交流測定信号周波数によつて、印加電極から
の接触位置が決定される。開示された他の実施例
では、選択的時間関係で２つの値に変化する直流
測定信号が１つの電極に印加される。直流信号の
印加により印加電極に生じた電圧に基づいて、そ
の電極からのタツチ位置が決定される。即ち、ま
ず、第１の測定信号により、タツチ感応被膜に結
合されたあらゆる容量（タツチによる容量を含
む）が既知のレベルまで充電される。次に、第２
の測定信号によりタツチ感応被膜の抵抗を介して
その容量が部分的に放電される。この部分的放電
後の電極の電圧が、その電極からのタツチ位置を
示す。しかしながら、このNg等の発明に記載さ
れた回路には、印加信号の周波数を変化させたり
直流信号を順次２つの値に変化させたりする複雑
な操作が必要であり好ましくない。 更に他のタツチ感応表面を有するタツチパネル
装置は、ペツパー・ジユニア発明の米国特許第
4353552号公報に開示されている。この装置では、
利用者は、指（その他の人体の部分）または導電
性スタイラスでタツチ感応表面にタツチする。タ
ツチ感応表面の複数の端子（即ち、４隅Ａ、Ｂ、
Ｃ、Ｄ）が発振器によつて同時に等しい瞬時電位
へ駆動される。タツチ感応表面がタツチされる
と、駆動された端子に電流が流れる。利用者のタ
ツチのインピーダンスと無関係にこれらの電流か
らタツチ位置のＸ、Ｙ座標が決定される。この手
法は、タツチ位置検出精度が低いという欠点を有
し、用途によつては必要であるインピーダンス情
報をなくする。上記ペツパー発明の一実施例で
は、例えば閾値を超えたタツチ位置の圧力を検知
する圧力センサを用いている。このようなタツチ
位置検出に応じて、ビデオゲームの遊技中に銃の
発砲のような個々の動作が制御される。 したがつて、本発明の目的は、改良されたタツ
チ応答装置を提供することである。 本発明の他の目的は、タツチパネルのタツチ感
応表面がタツチされた位置を識別する改良された
回路及び方法を提供することである。 本発明の他の目的は、タツチ感応表面のタツチ
位置の識別を比較的高精度かつ高信頼性をもつて
行えるタツチパネル装置を提供することである。 本発明の他の目的は、利用者が指や人体の他の
部分でタツチしても、あるいは手袋あるいはスタ
イラスを介してタツチしてもタツチ感応表面のタ
ツチ位置を識別することができるタツチパルス装
置を提供することである。 本発明の他の目的は、他のタツチパネル装置に
比べて耐久性に優れ、製造が比較的容易かつ安価
であり、更に回路の複雑さが軽減されるタツチパ
ネル装置を提供することである。 〔発明の概要〕 本発明によるタツチパネル装置では、略矩形状
タツチパネルのタツチ感応表面上の任意の点に対
するタツチ（例えば人間の指による接触）が検出
される。タツチ感応表面上のタツチ位置を決定す
る回路が設けられる。タツチ位置は、典型的に
は、正確に指定された位置についてＸ−Ｙ座標系
で決定される。 本発明によれば、タツチ位置は、タツチ感応表
面への交流電圧パネル走査信号を選択的に印加す
ることによつて発生するタツチ電流に基づいて決
定される。一走査方法として、タツチ感応表面の
第１辺から第２辺へ向かう第１方向に交流電圧勾
配が発生するように、これらのパネル走査信号が
タツチ感応表面に印加される。このような走査が
行われたとき、タツチ感応表面を利用者がタツチ
すると、第１タツチ電流が利用者を介して流れ、
この電流が検出される。また、タツチ感応表面の
第１及び第２辺の両方に同時に共通の交流電圧パ
ネル走査信号を印加すると、利用者を介してイン
ピーダンスタツチ電流が流れ、この電流が検出さ
れる。第１方向に沿つたタツチ位置は、このよう
にして検出された第１タツチ電流及びインピーダ
ンス電流から決定される。この第１実施例によれ
ば、更に、タツチ感応表面の第３辺から第４辺に
向かう第２方向に交流電圧勾配が発生するように
も交流電圧パネル走査信号がタツチ感応表面に印
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。典型的には、第１及び
第２方向は互いに直角であり、Ｘ−Ｙ座標系に対
応する。タツチ位置は、第１、第２タツチ電流及
びインピーダンスタツチ電流に基づいて、この座
標系に対して決定される。 他の走査方法では、まずタツチ感応表面上の第
１辺から第２辺に向かう第１方向に交流電圧勾配
が発生される。これにより、タツチ感応表面がタ
ツチされたとき第１タツチ電流が発生する。次
に、第１方向と逆向きの第２辺から第１辺に向か
つて同様の交流電圧勾配が発生され、第２タツチ
電流が発生する。この方法で、例えばＸ−Ｙ座標
系の２次元タツチ位置情報を得るには、タツチ感
応表面の第３辺から第４辺に向かう第２方向に交
流電圧勾配が発生され、これにより利用者のタツ
チに応じて第３タツチ電流が発生する。更に、第
２方向と逆向きの第４辺から第３辺に向かつて交
流電圧勾配が発生され、第４タツチ電流が発生す
る。これらの第１、第２、第３、第４タツチ電流
からタツチ位置及び必要ならばインピーダンスタ
ツチ電流が決定される。 本発明の一実施例の他の特徴は、パネル走査信
号をタツチ感応表面に選択的に印加するために変
圧器及び切替回路を用いることである。その結
果、変圧器の中央タツプにタツチ電流信号が発生
する。 本発明の図示の実施例の具体的な特徴として、
タツチ電流の処理のためにパネル出力信号処理回
路手段が設けられている。この処理回路手段は、
タツチ感応表面に印加されるパネル走査信号に同
期してタツチ電流を整流する同期整流回路手段を
含む。この整流されたタツチ電流信号は、パネル
走査信号に同期して所定の積分時間の間、積分回
路手段により積分される。この積分されたタツチ
電流信号はアナログデジタル変換手段によつて対
応するデジタルタツチ電流信号に変換され、この
デジタルタツチ電流信号に基づいてプロセツサ回
路手段によりタツチ位置が決定される。 本発明の他の特徴として、プロセツサ回路は、
デジタルインピーダンスタツチ電流信号の大きさ
を評価する。また、プロセツサ回路は、デジタル
インピーダンスタツチ電流信号の大きさが最小値
より大または所望範囲内に入るように必要に応じ
て積分時間を制御する。 本発明の更に他の特徴として、タツチ感応表面
がタツチされていないときにタツチ電流を０にす
るための零化回路を設けている。 本発明の他の態様として、プロセツサ回路は、
タツチ感応表面がタツチされたとき発生するタツ
チ電流から繰返してタツチ位置を決定し、これら
を平均化することにより、繰返し決定されたタツ
チ位置の平均値としてタツチ位置を決定する。 本発明の更に他の特徴として、インピーダンス
タツチ電流信号以外のタツチ電流信号の変化を伴
わないインピーダンスタツチ電流信号の変化が監
視される。このようなインピーダンスタツチ電流
の変化は、例えば利用者がタツチ感応表面上のタ
ツチ位置を変えることなく指の押圧力を高めるこ
とにより指の接触面積が増加するような場合に生
じる。この変化に応じて、そのタツチ位置に関す
る情報の処理サブルーチンを呼ぶ如き他の機能を
制御できる。 本発明の他の特徴として、個々のタツチ位置
は、選択した個数のタツチ電流信号のサンプルを
平均することにより決定してもよい。この場合、
タツチ電流サンプルが予め定めた値より大きく変
動するときエラー信号を発生できる。このような
変動は、利用者がタツチ感応表面に安定にタツチ
していないことを示す。個々のタツチ位置決定の
際に平均化するサンプルの個数は可変である。 本発明の他の特徴として、インピーダンスタツ
チ電流信号が閾値に達しない場合には非タツチ状
態が示され得る。 本発明の他の態様として、導電性スタイラスに
よるタツチの位置も決定できる。また、導電性の
手袋あるいは非導電性であつてもパネル走査信号
周波数で測定可能な容量性タツチ電流を流すに足
るだけ薄ければ、手袋をはめた指によるタツチ位
置も正確に決定できる。このようなタツチ電流を
許容するものであれば、他の任意のものによりタ
ツチしてもよい。本明細書で、単に手袋をした指
またはスタイラスによるタツチと言う場合、この
ようなタツチ電流を許容する型の手袋またはスラ
イラスに限定されると理解されたい。 〔実施例〕 総 説 第１図に示す本発明によるタツチパネル装置の
第１実施例は、表示画面１４を持つ表示ユニツト
１２を有する。図示の表示ユニツト１２はCRT
端末を構成する。よつて表示画面１４はCRTの
管面である。光学的に透明なタツチパネル１６
は、画面１４がこのタツチパネル１６を通して見
えるように画面１４に覆いかぶせられる。“光学
的に透明”とはタツチパネル１６を介して画面１
４上の像を知覚できることを意味する。用途によ
つては、表示ユニツト１２はなくてもよい。例え
ば、質問／回答用紙のような情報を記録した用紙
をタツチパネル１６の下に置き、タツチパネル１
６を用いて質問／回答用紙に関するデータを入力
するようにしてもよい。また、場合によつては、
タツチパネル１６は透明でなくてもよい。例え
ば、タツチパネルを単にデータ入力パツドとして
用い、接触によりデータをコンピーユータまたは
他の装置に入力するようにしてもよい。 タツチパネル１６は、ガラスのような光透過性
材料で作られるを可とする基板を有し、この外表
面には導電性被膜１８が設けられる。被膜１８
は、タツチパネルが所定位置に装着されたとき表
示画面１４の全体を覆つてもよいし、利用者の選
択項目が表示される部分のみを覆うようにしても
よい。 第２図に概要が示され、且つ以下に詳述されるよ
うに、被膜１８は、複数の別個に分離した電気接
点または電極（この場合、８個の接点１〜８）を
もつタツチ感応表面を構成する。これらの接点の
第１の組２２（この例では接点１〜３）は、タツ
チ感応表面１８の一辺に１列に配置される。接点
の第２の組２４（接点６〜８）はタツチ感応表面
の第１組と反対の辺に１列に配置される。即ち、
第１及び第２の組２２，２４は表面１８を横切る
第１方向に沿う、互いに離間した２列上に並ぶ。
接点の第３の組２８（接点３，５，８）は表面１
８の第３の辺、つまり下辺に沿つて配置される。
更に、接点の第４の組２６（接点１，４，６）は
表面１８の第４の辺、つまり上辺に沿つて配置さ
れる。よつて、接点の第３及び第４組２８，２６
は、表面１８を横切る第２の方向に沿つて互いに
離間する。 更に詳細には、図示の実施例ではパネルの四隅
の接点１，３，６，８が複数の組に共用されてい
る。更に、接点２，４，５，７がパネルの各隅の
間、より具体的には中間に位置している。また、
タツチパネル１６の図示の実施例では、接点は約
0.2インチ（約５mm）角の空気乾燥された銀接点
塗布スポツトから成る。接点１〜８への電気的接
続を容易にするため、各接点にリード線が接続さ
れる。応力がかからないように、各接点の近傍で
各リード線の一部はエポキシ樹脂でタツチパネル
基板の縁に固着される。 この構成では、接点の第１及び第２組２２，２
４は、タツチパネルの水平方向に分離された対向
する側縁に設けられ、他の組２６，２８はタツチ
パネルの垂直方向に分離された対向する側縁に設
けられる。各組の３つの接点は必ずしも一直線上
に位置する必要はないが、同じ組の接点が一直線
上に近く並び且つ上記第１及び第２方向が互いに
直角であれば、基準座標系が得られる。タツチ位
置はこの座標系に関して、後述する回路により決
定される。更に、タツチパネルが装着、較正され
たとき接点は画面１４に対して既知の位置にある
ことになる。よつて、タツチ感応表面１８上の位
置を決定することにより、これに対応して表示画
面１４上の位置が決まる。但し、本発明は、この
特定の接点配置に限定されるものではない。第６
図は、タツチ感応表面１５の辺２２，２４，２
６，２８に走査信号を印加するための接点配置の
他の例を示す。この図の例では、タツチ感応表面
の各辺に沿つて５個の接点が配置されている。 第２図のタツチパネル装置では、タツチ感応表
面上の２方向に関するタツチ位置を検出するため
に、２対の夫々対応する接点の組２２，２４及び
２６，２８を用いている。１方向に関するタツチ
位置のみを検出するならば、１対の対向する組の
みを用いる。即ち、組２２，２４は第１方向のタ
ツチ位置の決定に用い、組２６，２８は第２方向
のタツチ位置決定に用いる。 第１及び第２図を参照するに、関数発生器、即
ち信号源３０は、その出力源３６に交流電圧パネ
ル走査信号を発生する。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、増幅後の信
号を出力線４０を介してタツチパネル駆動変圧器
４４の１次巻線４２に印加する。これによつて、、
変圧器４４の２次巻線４６が駆動され、その＋出
力端４８（SIG＋）及び−出力端５０（SIG−）
間に交流電圧が発生するマルチプレクサ、即ち切
替回路５２は２次巻線４６の出力端４８，５０の
信号を後述の如くタツチパネル接点の選択した組
（列）へパネル走査信号として印加する。これら
の走査信号に応じて、タツチ感応表面がタツチさ
れたとき変圧器４４の中央タツプ５４にパネル出
力、即ちタツチ電流信号が発生する。これらのタ
ツチ電流信号は、パネル出力信号処理回路５６に
よつて処理され、タツチ位置及び他の情報とな
る。 図示のパネル出力信号処理回路５６では、中央
タツプ５４からのタツチ電流信号は信号線６０を
介してタツチ電流検知演算増幅器６２に入力され
る。中央タツプ５４のタツチ電流に対応した増幅
器６２の出力は、出力線６４を介してフイルタ６
６に入力され、更に信号線６８を介して同期整流
器６９に入力される。整流器６９は、信号源３０
から信号線７０を介して同期（チヨツプ）信号を
受ける。チヨツプ信号は、信号源３０により発生
されタツチ感応表面１８に印加される交流電圧信
号に対して、整流器６９の整流動作を同期させ
る。整流されたタツチ電流信号は信号線７１を介
して積分器７４に入力され、積分される。積分器
７４は、被積分信号が入力されたとき、積分期間
内だけ閉成するスイツチ７２を有する。また、積
分器７４は、積分増幅器７６に並列接続された積
分コンデンサ７５を有する。信号線７８上の放電
信号（ゼロ信号）に応答して積分コンデンサ７５
で選択的に放電する積分コンデンサ放電スイツチ
７７も積分器７４に含まれる。放電信号の発生に
ついては後述する。積分されたタツチ電流信号
は、信号線８２を介してアナログデジタル変換器
（ADC）８４に入力され、ここでデジタル信号に
変換される。このデジタル信号は信号線８６を介
してマイクロプロセツサ（μP）８８に送られる。
μP８８は、その機能の１つとして、タツチ電流
信号に基づいてタツチ位置及び他の所望の情報を
算出する。 μP８８は、信号線９３で表示端末１２に接続
されたコンピユータ９２と、信号線９０を介して
信号の授受を行う。例えば、コンピユータ９２は
画面１４上に選択情報を表示させることができ
る。また、コンピユータ９２は、利用者がタツチ
したタツチ感応表面上の位置に応じてコンピユー
タ９２内のソフトウエアで定められたように表示
情報を変更することもできる。このような処理
は、所望の用途に応じて従来の手法によつて行え
る。 μP８８の出力端Ｍ０，Ｍ１からは夫々信号線
９４，９６を介してマルチプレクサ５２へ制御信
号が送出される。両制御信号の働きは、マルチプ
レクサ５２を制御してパルス走査信号を接点の所
望の組へ切替印加することにより、タツチ位置が
決定できるタツチ電流信号を発生させることであ
る。走査手順については後に列を挙げて説明す
る。 第１図のパネル出力信号処理回路５６は、整流
器６９、積分器７４、ADC８４及びμP８８間の
データ転送を制御するカウンタ回路９８を含む。
カウンタ回路９８はμPにより構成してもよい。 カウンタ回路９８は、タツチ位置決定が必要さ
れる度に信号線１００を介してμP８８からスタ
ート入力信号を受ける。カウンタ回路９８は、ま
た、信号線７８に放電信号を出力し、各積分動作
の前に積分コンデンサ７５を放電する。整流器６
９からの整流後のタツチ電流信号は、カウンタ回
路９８が信号線１０２にホールド信号を発生する
とき積分器７４に入力される。このホールド信号
によりスイツチ７２が閉成され整流器出力が積分
コンデンサ７５に結合される。積分動作はホール
ド信号の出力期間中継続する。カウンタ回路９８
は、自身を、タツチ感応表面１８に印加されるパ
ネル走査信号に同期させる信号源３０からの同期
信号出力７０を受ける入力端も有する。更に、カ
ウンタ回路９８は、後述する理由のために信号線
１０４を介してADC８４にも接続される。 ADC８４の出力が所望の範囲内に入るとき、
タツチ電流及びタツチ位置の検出はより正確に行
われる。ADC出力が小さ過ぎる場合、タツチ電
流の微小の変動が看過される虞れがあり、偽信号
の影響が大きくなる。逆に、ADC信号が大きす
ぎる場合には、ADC８４がオーバーフローする
虞れがあり、タツチ電流の判定が不正確になる。
このような可能性を最小にするために、付加的な
特徴として、μP８８がADC８４の出力の大きさ
を監視する。ADC出力が所望の範囲から外れる
とき、μP８８は信号線１０６を介してカウンタ
回路９８に積分タイミング制御信号を送出する。
カウンタ回路９８は、このタイミング制御信号に
応答してホールド信号の出力時間幅（よつて積分
期間）を調整しADC出力が所望レベルになるよ
うにする。この構成によつて、タツチ電流の広範
囲の変動を伴うタツチパネルの広範な条件下での
使用が可能になる。例えば、タツチ感応表面１８
をスタイラスでタツチする場合、個々の使用者が
指または他の人体部分でタツチする場合、手袋を
はめた指でタツチする場合等にも使用可能にな
る。 零化回路１０８は、パネル１６がタツチされて
いないときの中央タツプ５４のタツチ電流信号を
０値に調整するためのものである。したがつて、
中央タツプ５４に少くとも雑音閾値レベル以上の
電流が流れれば、パネル１６がタツチされたこと
になる。 パネル走査手順及びタツチ位置決定 詳細に後述されるとおり、μP８８はマルチプ
レクサ５２を制御して変圧器４４のSIG＋、SIG
−出力４８，５０をタツチ感応表面１８の選択し
た辺に所定の順序で繰返し印加するようになす。
これに応じて生じたタツチ電流に基づいてタツチ
位置及び他の情報が決定される。 走査手順の第１の具体例として、第２図を参照
し、まず、タツチ感応表面１８がタツチされてい
ないときタツチ電流が零化回路１０８により０に
調整されているとする。また、Ｘ−Ｙ座標系はそ
の原点をタツチ感応表面１８の中心にして確立さ
れているとする。今、点Ｐがタツチされたとする
と、点Ｐの位置は第２図に示すようにＸ，Ｙ座標
によつて与えられる。 この第１の走査手順の第１モードでは、SIG−
出力５０が接点組２２に印加されると共に、SIG
＋出力４８が接点組２４に印加される。更に、接
点４及び５は開放される（接点４及び５はなくて
もよい。）。このモードでは、タツチ感応表面上の
第１（Ｘ）方向に交流勾配（電圧傾斜）が生じる。
この場合、第１方向は水平方向であり、Ｘ軸を構
成する。発生する第１（Ｘ）方向タツチ電流は次
式で表わされる。 (a) ix＝Kx・Ｘ・Ｖ／Zt この式で、ixは発生したタツチ電流（Ｘタツチ
電流と称す）を示す。また、Ｖは変圧器４４の中
央タツプの仮想接地に対する２次巻線出力４８の
電圧を示す。更に、Ztは利用者がタツチ感応表面
１８にタツチしたとき回路に付加されるインピー
ダンスを示す。Kxは定数である。Ｖ／Ztは利用
者のタツチにより流れるインピーダンス電流であ
る。Ｘは、Ｘタツチ位置である。 第１走査手順の第２モードでは、SIG＋出力４
８がタツチ感応表面１８の第１及び第２の辺２
２，２４に印加され、中央タツプ５４は、タツチ
されていないタツチパネル装置のインピーダンス
と等しいインピーダンスのコンデンサを介して接
地される。これによつて、第１方向に均一な交流
電圧が生じる。このモードでは、中央タツプ５４
のタツチ電流は利用者のインピーダンスタツチ電
流に対応する。このインピーダンスタツチ電流iz
は次式で表わされる。 (b) iz＝Ｖ／Zt 上の２式を結合すればＸタツチ位置Ｘについて
の次式が得られる。 (c) Ｘ＝ix／izKx Kxを決定するためには、タツチ感応表面１８
上の既知のＸ位置にタツチする。例えば、４つの
隅あるいはＸ軸上の右寄りの点及び左寄りの点に
タツチする。上式(c)に複数の既知のＸ位置を代入
し、その結果を平均化することにより、Kx値を
決定することができる。一旦、Kxが決定されれ
ば、上式を用いて第１タツチ電流信号及びインピ
ーダンス電流信号から未知のＸタツチ位置を決定
できる。 ２次元のタツチ情報が必要な場合、第１走査手
順は第３モードを含む。このモードでは、SIG＋
出力４８がタツチ感応表面１８の上辺２６に印加
され、SIG−出力５０が下辺２８に印加される。
これによつて、タツチ感応表面１８上の第２（Ｙ）
方向に交流電圧勾配が発生する。発生する第２
（Ｙ）電流は次式で表わされる。 (d) iy＝Ky・Ｙ・Ｖ／Zt この式で、ＹはＹタツチ位置を示す。Kyは、
タツチ感応表面１８上の既知の点をタツチするこ
とによりKxが決定されたと同様の方法で求めら
れる定数である。式(b)と式(d)から次式が得られ
る。 (e) Ｙ＝iy／izKy このように、タツチ位置Ｐ点のＸ、Ｙ座標は、
上述の３つのモードでタツチ感応表面１８を走査
することによつて発生するタツチ電流に基づいて
決定することができる。走査サイクルを所定回繰
返しその結果を総合することにより、後述の如
く、タツチ位置の正確な決定が行える。複数のモ
ード間の走査信号の切替は、μP８８からのＭ０，
Ｍ１信号の制御の下でマルチプレクサ５２によつ
て行われる。タツチパネル１６上のタツチ位置に
応じて、端末１２に表示されているどの情報項目
が利用者によつて選ばれたかをコンピユータが認
識する。そこで端末１２は、この利用者の選択に
対して既知の方法で応答する。 発生したタツチ電流からは、タツチ位置の決定
の他に付加的情報を得ることもできる。例えば、
インピーダンスタツチ電流izを監視しながら、
Ｘ、Ｙ座標を継続的に算出することができる。こ
のとき、Ｘ及びＹが変化せず、izのみが変化する
ならば、このことは、利用者がタツチ感応表面１
８上の特定位置にタツチの仕方を変えながらタツ
チし続けていることを示す。例えば、利用者が指
の押圧力を上げた場合、タツチ面積が変化する。
これによるインピーダンスタツチ電流の変化は、
付加的機能のためにコンピユータ９２が用いるこ
とができる。一例として、タツチ感応表面１８上
のタツチ位置を変えることなく押圧力を強くした
とき、それによるインピーダンスタツチ電流の変
化を検出し、そのタツチ位置によつて指定された
データについて処理を行う特定のサブルーチンを
呼ぶようにすることもできる。 所望Ｘ、Ｙタツチ位置と共にインピーダンスタ
ツチ電流を求める他の走査手順を以下に述べる。
この第２走査手順は、上述したような３モードで
はなく４モードでタツチ感応表面１８を走査す
る。第２図を参照するに、この走査方法はX1、
X2、Y1、Y2位置のタツチ点Ｐに関して説明す
る。つまり、タツチ感応表面１８上のＸ方向の全
長は既知でありX1＋X2で与えられる。また、X1
は第２図のパネルの左辺から点Ｐまでの距離があ
り、X2はパネルの右辺から点Ｐまでの距離であ
る。同様に、パネルのＹ方向の全長は既知であ
り、Y1＋Y2で与えられる。Y1はパネルの下辺か
ら点Ｐまでの距離であり、Y2はパネルの上辺か
ら点Ｐまでの距離である。 この第２走査手順の第１モードでは、SIG＋出
力４８がタツチ感応表面１８の右辺に印加され、
中央タツプ５４が左辺に接続される。これによつ
て、タツチ感応表面１８のＸ方向に右から左へ交
流電圧勾配が形成される。このような状態で、か
つタツチ感応表面の非タツチ時にタツチ電流が０
になるように零化回路１０８が調整されていると
すると、中央タツプ５４のタツチ電流ix1は次式
のようになる。 (f) ix1＝Kx・X1／X1＋X2・Ｖ／Zt 更に、第２モードでは、SIG＋出力４８が左辺
に印加され、中央タツプ５４が右辺に印加され
る。これによつて、Ｘ方向に左から右へ交流電圧
勾配が形成される。この場合、第２タツチ電流
ix2は次式で表わされる。 (g) ix2＝Kx・X2／X1＋X2・Ｖ／Zt 式(f)と式(g)を加算すると、インピーダンスタツ
チ電圧izは次式で与えられる。 (h) KxＶ／Zt＝（ix1＋ix2）＝iz 最後に、式(f)と式(h)とによりタツチ点ＰのＸ軸
位置X1に関する次式を得る。 (i) X1＝ix1（X1＋X2）／Kx（ix1＋ix2） これらの式中、Kxは、上述のようにタツチ感
応表面１８上の既知の点をタツチすることにより
決定できる定数である。更に、上述のとおり、
X1＋X2の値は既知である。したがつて、前記２
つの測定により、タツチ点ＰのＸ軸位置情報が、
インピーダンスタツチ電流izの変化に関する情報
と共に導出され昇る。 Ｙ軸位置情報は次のようにして決定される。こ
の走査手順の第３モードにおいて、SIG＋出力４
８はタツチ感応表面１８の上辺に印加され、中央
タツプ５４は下辺に印加される。その結果発生す
る第３タツチ電流iy1は次式で表わされる。 (j) iy1＝Ky・Y1／Y2＋Y1・Ｖ／Zt 第４モードでは、SIG＋出力４８が下辺に印加
され、中央タツプ５４が上辺に印加される。これ
により、次式で表わされる第４タツチ電流が生じ
る。 (k) iy2＝Ky・Y2／Y2＋Y1・Ｖ／Zt 式(j)と式(k)により、インピーダンスタツチ電流
izを表わす次式が得られる。 (l) KyＶ／Zt＝（iy1＋iy2）＝iz 更に、式(j)と式(l)により、Y1を表わす式が得
られる。 （ｍ） Y1＝iy1（Y1＋Y2）／Ky（iy1＋iy2） 上述したように、Y1＋Y2の値は既知である。
また、KyはKxを求めたと同様の方法で求めるこ
とができる。 このようにして、X1及びY1位置がタツチ電流
から求められる。また、インピーダンスタツチ電
流の変化も必要ならば監視することができる。 当業者には明からなように、所望の位置情報の
決定に必要なタツチ電流を発生させることができ
れば、他の走査手順及びタツチ感応表面１８上に
交流勾配を形成するモードを採用してもよい。 タツチパネル構造 再び、第２図を参照するに、タツチパネル１６
は、その一面に拡がるタツチ感応表面１８を有
し、位置決定回路と共に用いられて、利用者のタ
ツチを検知する。上述のように、タツチパネル１
６は、基板の表面１８に導電性被膜を被覆したも
のである。この被膜の好適例は、200Ω／□のシ
ート抵抗率を有し、520nｍの光に対し85％の透
過性をもつインジウム錫酸化物（インジウム10
％、酸化錫90％）である。このような被膜は、米
国カリフオルニア州サンタローザにあるオプチカ
ル・コーテイング・ラボラトリ（OCLI）社から
市販されている。被膜のシート抵抗率は、高度な
厳密さを要求されないが、200乃至2000Ω／□あ
るいはそれ以上が好ましい。シート抵抗率が
200Ω／□より低い場合には、所望以上の大きさ
の駆動電流を必要とする。 基板は、いかなる特定形状にも制限されない。
よつて、画面に応じて円形、凹面、球面、曲面、
あるいは平坦でもよい。また、基板は不透明でも
透明でもよく、その材料には種々のものを用い得
る。背景光源からの反射光によるまぶしさを減ず
るために基板は市販の防眩ガラスでもよい。この
ガラスも、平坦形あるいは表示画面に適当する形
状にすることができる。この基板の供給元の１つ
は、米国ウエスト・バージニア州チヤールズバー
グのイーグル・コンベツクス・グラス社である。 上述したように、接点配置構造は、第２図及び
第６図に例示するように可変である。当然なが
ら、マルチプレクサ５２の構造も選択された接点
配置構造に応じて変わる。一般に、所望の方向に
おいてタツチ感応表面１８上で比較的均一な交流
電圧勾配が得られるならば、任意の接点配置を採
用し得る。 タツチパネル駆動回路 タツチ感応表面１８に印加する交流電圧信号を
発生するための回路の詳細を第３図に示す。 信号源３０は、具体的には図示のように接続さ
れた集積回路ICL8038信号源の如き従来の正弦波
発生器３０を含む。発生器１２０は２番ピンに正
弦波出力を発生する。この２番ピン出力は波さ
れた後、演算増幅器１２２で増幅され、信号源３
０の出力線３６に安定な振幅を有する正弦波出力
を発生する。発生器１２０の10番ピンに選択した
コンデンサを接続するスイツチ１２４及び１対の
10kΩポテンシヨメータ１２６，１２８の設定に
より正弦波出力の周波数が決まる。好適な動作周
波数は200kHzである。この回路は、厳密さは要
求されないが、典型的には15乃至300kHzの出力
周波数で動作する。 発生器１２０は９番ピンに方形波信号を出力す
る。 この信号は、反転器１２６で増幅・反転され、
後述する目的のため出力線７２に同期（チヨツ
プ）信号として出力される。 図示の駆動増幅器３８は、演算増幅器１５６
と、個別素子によるプツシユプルフオロア回路１
５８を含む。10kΩのバイアスポテンシヨメータ
１６０は、フオロア１５８のクロスオーバ歪を軽
減するために調整される。10kΩポテンシヨメー
タ１６２は駆動増幅器３８をフイードフオワード
補償するためのものである。駆動増幅器３８の出
力は、信号線４０を介して変圧器４４の１次巻線
４２に接続され、更に47μFの無極性電解・直流
阻止コンデンサ１６４及び10Ω抵抗器１６６を介
して接地される。コンデンサ１６４は変圧器４４
が直流電流によつて飽和するのを防止する。信号
源３０及び駆動増幅器３８の組合せは、典型的に
は、変圧器４４の２次巻線４８，５０間に約10V
のピーク・ピーク電圧を発生するような変圧器４
４を駆動する。 変圧器４４は、好ましくはトロイダルコアを有
する。変圧器４４は、タツチ感応表面１８を駆動
するための電流を、信号源３０によつて発生する
電流から絶縁する。したがつて、中央タツプ５４
現われる電流のみがタツチ電流である。この変圧
器駆動構成によれば、タツチ電流からパネル走査
信号を減算する必要がないので、回路の複雑さを
解消することができる。 信号源３０及び駆動増幅器３８に用いられてい
る抵抗及びコンデンサの値で上述しなかつたもの
については最後の表１に示す。 マルチプレクサ５２は、タツチ感応表面１８に
パネル走査信号を印加することにより、タツチ感
応表面上の所望方向に交流電圧勾配を発生させる
切替回路から成る。図示の接点配置の場合、マル
チプレクサ５２は、１対の４チヤンネルCMOS，
CD4052アナログマルチプレクサ２００，２０２
と、２チヤンネルCMOSマルチプレクサ２０４
（CD4053の３分の１）とを図示の如く接続したも
のである。SIG＋出力４８及びSIG−出力５０の
走査信号はマルチプレクサ５２の走査入力端に入
力される。一般に、マルチプレクサ２００，２０
２，２０４は、μP８８（第１図、第４図）から
の制御線９４，９６を介して入力される制御信号
M0，M1によつて種々の状態に切替えられる。第
３図において参照番号２０６で総称したマルチプ
レクサ入出力線は、第２及び第３図の示すように
タツチ感応表面１８の対応する接点１乃至８に接
続される。 μP８８により制御線９４，９６の両方に論理
０が出力された場合、マルチプレクレスサ５２は
０状態、即ちＸタツチ電流検出状態になる。この
０状態では、接点１，２，３（組２２）が電気的
に相互接続され、また接点６，７，８（組２４）
も電気的に相互接続される。更に、接点４，５は
開放される。０状態ではSIG＋出力４８が第１組
２２の接点１，２，３に印加される。SIG−出力
５０は組２４の接点の接点６，７，８に印加され
る。この状態において、タツチ感応表面上でＸ方
向に交流電圧勾配が生じる。 更に、制御線９４上のM0制御信号が論理０、
制御線９６上のM1制御信号が論理１の場合、マ
ルチプレクサ５２は１状態、即ちＹタツチ電流検
出状態になる。この状態では、接点１，４，６
（組２６）が相互接続され、SIG＋出力４８を受
ける。また、接点３，５，８（組２８）が相互接
続され、SIG−出力５０を受ける。 接点２，７は開放される。この状態において、
タツチ感応表面上で第2Y方向に、上辺及び下辺
の接点間に交流電圧勾配が形成される。 M0制御信号が論理１、M1制御信号が論理０ま
たは論理１のとき、マルチプレクサ５２は２状
態、即ちインピーダンスタツチ電流検出状態にな
る。 この状態のとき、４隅の接点（接点１，３，
６，８）が電気的に相互接続され、SIG＋出力４
８を受ける。 同時に、後述する目的のために、SIG−出力５
０が零化コンデシサCZに接続される。また、残
りの接続点２，４，５，７は開放される。このよ
うな条件下で、交流電圧がタツチ感応表面１８の
全辺に同時に印加される。その結果、中央タツプ
５４に流れるタツチ電流は、利用者がタツチ感応
表面１８にタツチするとき発生するインピーダン
ス電流に直接対応する。 勿論、タツチ感応表面１８の全体に均一な交流
電圧場を形成することを目的とするならば他の接
点を駆動してもよい。 零化回路１０８は、タツチパネル接点２及び接
地間に接続された第１（Ｘ）タツチ電流可変零化
コンデンサCXと、タツチパネル接点４及び接地
間に接続された第２（Ｙ）タツチ電流可変零化コ
ンデンサCYとを含む。コンデンサCX，CYの典型
的な容量値は22pFである。コンデンサCZは、切
替回路２００の11番及び12番ピンと接地との間に
接続された１対の並列接続された可変零化コンデ
ンサ（例えば180pFと65pF）から成る。マルチプ
レクサ５２を種々の状態に順次切換えることによ
りタツチ感応表面を走査したとする。この場合
に、パネルがタツチされていないときは、変圧器
４４の中央タツプ５４にタツチ電流信号が発生し
なくなるようにコンデンサCX，CY，CZを調整す
る。 コンデンサCZはマルチプレクサ５２が２状態、
即ちインピーダンスタツチ電流決定状態にあり、
且つパネルが非タツチ状態のときインピーダンス
タツチ電流が０になるように調整される。タツチ
パネル上の総合浮遊容量とコンデンサCZの容量
が等しいならば、パネルの非タツチ時、中央タツ
プ５４から仮想接地へ電流は流れない。即ち、こ
の第２マルチプレクサ状態では、タツチ位置の変
更によつて何ら電圧変動が生じないので、中央タ
ツプ電流はタツチインピーダンスのみの関数とな
る。また、同様にマルチプレクサ５２の０状態即
ちＸタツチ電流決定状態及び１状態、即ちＹタツ
チ電流決定状態において、中央タツプ電流が０に
なるように夫々コンデンサCX，CYの値が調整さ
れる。コンデンサCXによる第１（Ｘ）タツチ電流
の調整は、第２（Ｙ）タツチ電流またはインピー
ダンスタツチ電流のいずれにも殆んど影響を与え
ることなく行われる。 つまり、CXはＹ＝０であるＸ軸に結合されて
いるのでＹタツチ電流に影響を与えない。同様
に、CYによるＹタツチ電流の調整は他のタツチ
で流に殆んど影響を与えることなく行われる。つ
まり、CYはＸ＝０であるＹ軸に結合されている
のでＸタツチ電流に影響を与えない。マルチプレ
クサ５２が０及び１状態にあるとき、中央タツプ
電流はタツチ位置及びタツチインピーダンスの関
数である。３つの状態すべてにおいて零化された
とき、中央タツプか５４からの電流はタツチ感応
表面がタツチされたときのみ流れる。零化回路１
０８を設けたことによつて、例えば、個々ののタ
ツチパネルの表示端末への装着の仕方によるイン
ピーダンスの変動にも関係することなくタツチ電
流の零化が容易に行える。 SIG−出力端５０とタツチ感応表面１８の接点
１との間に82Ωの抵抗器２０８が直列接続されて
いる。 この抵抗値は、切替回路２００，２０４，２０
４を通つて他の接点へ達する抵抗値と略等しい。
また、接点８と接地との間に4.7pFのコンデンサ
２１０が設けられる。このコンデンサは、零化回
路１０８が、パネルの非タツチ状態で第１（Ｘ）、
第２（Ｙ）、インピーダンスタツチ電流信号を０に
することができるような方向にオフセツトを発生
するためのものである。 次に動作について説明する。μP８８は、マル
チプレクサ５２を、その２状態から１状態、０状
態へと切替えることによりタツチパネル１６を走
査するサイクルを繰返し行う。これにより生じる
タツチ電流信号は、タツチ位置検出のための上式
(a)〜(e)に従つて利用される。３つの状態をすべて
走査するマルチプレクササイクルは極めて速く、
典型的には200〜1000Hzである。マルチプレクサ
周波数が遅い程、処理回数がタツチ位置を決定す
る時間が長くなる。 同様に、式(f)〜（ｍ）について上述したような
４つのタツチ電流ix1，ix2，iy1，iy2を発生したい
場合には、このような各タツチ電流を発生するの
に必要なマルチプレクサ採用及びタツチ感応表面
への走査信号印加のための接続を行えばよい。第
６図の構成では、20本ワイヤのマルチプレクサ５
２を採用している。 変圧器４４によるタツチ感応表面の駆動は、回
路を簡単化する等の効果を有し、好都合である
が、タツチ感応表面上に所望の交流電圧勾配を発
生させる他の回転を用いてもよい。このような回
路の一例を第１０図に示す。この回路では、信号
線４０上の正弦波出力は利得１の反転演算増幅器
（インバータ）２２０及び抵抗器２２２を通つて
SIG−出力端５０に出力される。同時に、信号線
４０上の正弦波出力は、利得１の非反転演算増幅
器２２４及び抵抗器２２６を通つてSIG＋出力端
４８に出力される。抵抗器２２２のインバータ２
２０側の端子は差動増幅器２２８の非反転入力端
に接続され、抵抗器２２２の他端は同増幅器２２
８の反転入力端に接続される。増幅器２２８の出
力端は、タツチ電流検知増幅器６２の非反転入力
端に接続される。 同様に、抵抗器２２６の増幅器２２４側の端子
は差動増幅器２３０の非反転入力端に接続され、
他端は差動増幅器２３０の反転入力端に接続され
る。 増幅器２３０の出力端はタツチ電流検知増幅器
６２の反転入力端に接続される。タツチパネルの
非タツチ時に零化回路１０８が適正に調整されて
いれば、第１０図のタツチ電流検知増幅器６２の
出力端６４の信号は０になる。タツチ感応表面が
タツチされたときには、出力線６４上にタツチ電
流信号が出力され、上述の如く利用されてタツチ
位置が決定される。 パネル出力信号処理回路 再び第３図を参照するに、タツチ検知増幅器６
２の反転入力端は変圧器４４の中央タツプに接続
される。増幅器６２の非反転入力端は接地され
る。増幅器６２の出力端６４及び反転入力端間に
1kΩの帰還抵抗器２４０が接続される。このよう
に接続された増幅器６２は、中央タツプ５４に流
れる電流、即ち第１、第２タツチ電流及びインピ
ーダンスタツチ電流に対応した出力６４を発生す
る。 これらのタツチ電流信号はフイルタ回路６６で
波される。具体的には、タツチ電流信号は、第
１の3kHz受動高域通過フイルタ２４２を通つて
第１演算増幅器２４４の非反転入力端に入力され
る。 増幅器２４４の出力は10kΩの抵抗器２４６を
介して第２演算増幅器２４８の反転入力端に入力
される。増幅器２４８の出力は、第２の３のｋHz
受動高域通過フイルタ２５０を介してフイルタ出
力線６８に出力され、更に整流器６９に入力され
る。フイルタ２４２，２５０の各々は、0.1μFの
直流阻止コンデンサを5.1kΩ抵抗と組合わせたも
のである。増幅器２４４の出力端及びその反転入
力間には10kΩの帰還ポテンシヨメータ２５２が
接続され、フイルタの利得調整に用いられる。ま
た、増幅器２４４の反転入力端及び接地間に1kΩ
抵抗器２６２が接続される。増幅器２４８の出力
端及び反転入力端間に10kΩ帰還抵抗器２５４が
接続される。増幅器２４８の非反転入力端は、
1kΩ抵抗器２５６及び100kΩポテンシヨメータ２
５８を介して接地される。更に、増幅器２４４の
出力端及び増幅器２４８の非反転入力端間に
82pFのコンデンサ２６０が接続される。ポテン
シヨメータ２５８を調整することにより、出力線
６８上の出力を最大にするように、フイルタ６６
を通過する信号の位相が調整される。 フイルタ６６からのタツチ電流信号は整流器６
９で整流され、積分器７４につながる信号線７１
上に整流されたタツチ電流信号が出力される。図
示の回路では、整流器６９は、フイルタ６６から
の入力信号を夫々反転及び非反転出力経路２７
２，２７４間に切替えるCD4053マルチプレクサ
（スイツチ）２７０を有する。この切替は、信号
線７０上の同期（チヨツプ）信号に応じて行われ
る。両出力経路２７２，２７４の夫々は、図示の
如く接続された10kΩ抵抗器２７６，２７８及び
0.01μFコンデンサ２８０，２８２から成る3kHz
低域通過フイルタを含む。 両フイルタは、反転及び非反転信号経路２７
２，２７４の位相が整合しない周波数のノイズを
除去するためのものである。非反転信号経路２７
４は、スイツチ２７０から抵抗器２７８及び
10kΩ抵抗器２８４を通つて整流器出力端７１に
達する。反転信号経路２７２は、抵抗器２７６及
び10kΩ抵抗器２８６を通つて演算増幅器２８８
の反転入力端に達する。増幅器２８８の非反転入
力端は接地される。増幅器２８８の出力端及び反
転入力端間には10kΩ帰還抵抗器２９０が接続さ
れる。増幅器２８８の出力端は、更に10kΩ抵抗
器２９２を介して整流器出力線７１に接続され
る。抵抗器２９２は、反転信号経路２７２を通る
信号が非反転信号経路２７４を通る信号と等しい
相対大きさを有するように増幅器２８８を通る経
路の利得を減少させる。整流器６９の出力７１
は、中央タツプ５４のタツチ電流信号に対応した
直流電流となる。 第３図、第４図、及び第５図を参照するに、整
流器６９の出力は積分器７４内のスイツチ７２に
入力される。スイツチ７４は、例えばCD4053マ
ルチプレクサであり、その１番ピンは100Ω抵抗
器２９０を介して接地される。スイツチ７２へ信
号線１０２を介して論理０のホールド信号が印加
されると、スイツチ７２は閉成されて整流器出力
が積分コンデンサ７５に入力される。整流器出力
は、ホールド信号のパルス幅によつて決まる長さ
の積分時間だけ積分される。典型的な積分コンデ
ンサ７５は積分増幅器７６の反転入力端からその
出力端に接続された0.033μFのコンデンサである。
増幅器７６の非反転入力端は接地される。スイツ
チ７７も、コンデンサ７５に並列接続される
CD4053マルチプレクサから成り、このマルチプ
レクサとコンデンサ７５の増幅器出力側との間に
100Ω抵抗器２９２が接続される。ゼロ信号線７
８上に論理１信号（ホールド信号の発生及び積分
開始の直前に発生する）に応じてスイツチ７７は
閉成され積分コンデンサ７５が放電される。
100Ω抵抗器２９２は最大放電電流を制限する。
積分器７４の出力は、中央タツプ５４に発生した
タツチ電流を積分したアナログ信号に対応する正
または負のアナログ電圧である。 積分器７４の出力８２はADC８４（第４図）
に送られる。 ADC８４は12ビツト出力を有するADC1211回
路で構成し得る。ADC８４に接続された抵抗及
びコンデンサの値は表１に示す。クロツク発生器
２９９は、ADC８４にクロツク信号を与える。
このADCクロツク周波数は、チヨツプ信号周波
数より高く、例えば200kHzである。 ADC８４の出力の８ビツトは、74C244ライン
ドライバ回路の如き第１ラインドライバ３００の
８つの入力端に入力される。ラインドライバ３０
０の対応する８つの出力は、参照番号３０２で総
称したμP８８の対応する入力端に入力される。
ADC出力の残りの４ビツトは、今１つの同様の
ラインドライバ３０４の４つの入力端に入力され
る。ラインドライバ３０４の対応する出力はμP
８８の入力端３０２のうちの４入力端に入力され
る。ドライバ３０４は、積分サイクルの完了及び
その積分結果のデジタル化の後にカウンタ回路９
８から“DONE”信号を受ける。このDONE信
号は、ドライバ３０４からμP８８の入力端３０
２の１つにも入力される。 これによつて、μP８８は積分及びデジタル化
処理の完了を監視することができる。 μP８８は、ドライバ３００からデータを得よ
うとするとき、M2出力線３０５に論理０信号を
出力する。この信号はインバータ３０６で反転さ
れドライバ３００に印加される。ドライバ３０４
からデータを得ようとするときは、μP８８はM2
出力線に論理１を出力する。 第４図に示すように、カウンタ回路９８の一例
は、CMOS・CD4040ステージ・リツプル・キヤ
リー２進カウンタ／ドライバの如き２進カウンタ
３１０、及びこれと図示のように相互接続された
４個のJKフリツプフロツプ（FF）３１２，３１
４，３１６，３１８を有する。カウンタ回路９８
は、更に、CMOSマルチプレクサを可とする積
分タイミング制御切替回路３２０を含む。この切
替回路３２０は、μP８８からの信号線１０６上
に積分タイミング信号を受けて、カウンタ３１０
のピン１〜６及び１２〜１５のいずれが相互接続
されるかを制御する。信号線１０６は、典型的に
は、μP８８から切替回路３２０へ制御信号を転
送する複数ワイヤーのケーブルから成る。これに
よつて、信号線１０２上のホールド信号の時間幅
及び積分時間が制御される。 １回の積分サイクルを実行するには、μP８８
が信号線１００上に正のスタート信号（第５図参
照）を発生する。このスタート信号はFF３１２
のセツトＳ入力端に印加され、直ちにそのＱ出力
を論理１にする。このＱ出力は信号線７８上にゼ
ロ信号として現われる。第３図を参照して上述し
たように、このゼロ信号は積分器７４内の放電ス
イツチ７７を閉成し、積分動作の直前に積分コン
デンサ７５を放電する。 同時に、FF３１２の論理０出力FF３１４の
クロツク入力端に印加される。スタート信号の終
了後のチヨツプ信号の最初の立上り縁で、FF３
１２はそのＱ出力の状態を変え、ゼロ信号は論理
０レベルに戻る。これによつて、スイツチ７７が
開放され、積分コンデンサ７５が積分状態にな
る。この状態変化に伴い、FF３１２の出力は
正になり、この立上り信号がFF３１４のクロツ
ク入力端に印加される。この信号に従つて、FF
３１４のＱ出力は論理０に落ち、信号線１０２上
にホールド信号として出力される。ホールド信号
が低の間、スイツチ７２は閉成されたままであ
り、積分器７４が整流器６９からの出力信号を積
分する。 この積分動作は、カンウンタ３１０が切替回路
３２０で選択された積分時間に対応するチヨツプ
サイクル数を計数し終わるまで続く。計数が終了
すると、切替回路３２０からの信号線３２２、即
ちFF３１６のＪ入力端に論理1Qo信号が現われ
る。 チヨツプ信号の次の立上り縁で、FF３１６の
Ｑ出力が論理０になり、ADC８４の入力端に
印加される。これによつて、積分コンデンサ７５
に記憶された電圧信号のアナログデジタル変換が
開始される。 その後、ADC８４の出力が論理１になり、
この信号は反転器３２４により反転され、更に
FF３１８のクロツク入力端に印加される。アナ
ログデジタル変換終了時、信号が論理０にな
り、反転器３２４により立上りクロツク信号が
FF３１８に印加される。これによつて、FF３１
８のＱ出力端に正のDONE信号が出力され、μP
８８に対してアナログデジタル変換が終了しタこ
とを知らせる。μP８８は、DONE信号を検出す
ると、適当なドライバ出力端からデジタルタツチ
電流値を得る。 積分器７４からの負の値のデジタル化には、２
つ補数手法を用いる。デジタル化された値の符号
から、タツチ位置がどの象現にあるかが判る。例
えば、タツチ感応表面の中心を原点とするＸ−Ｙ
座標系では、負のＸタツチ電流は原点より左がタ
ツチされたことを示し、正のＸタツチ電流値は原
点より右がタツチされたことを示す。同様に、負
のＹタツチ電流値は原点より下がタツチされたこ
とを示し、正のＹタツチ電流値は原点より上がタ
ツチされたことを示す。 マルチプレクサ５２（第３図）をμP８８によ
り各状態に切替えながら、積分サイクルが繰返さ
れ、順次デジタル化された第１（Ｘ）、第２（Ｙ）
電流値及びインピーダンス電流値が得られる。 タツチ電流処理 第７図、第８図及び第９図は、第１図の実施例
に用いられるタツチパネル走査の好適な順序動作
及びμP８８によるデジタルタツチ電流値の処理
法を示す流れ図である。 第７図の走査手順３４４は、式(a)〜(e)について
上述した第１、第２及びインピーダンスタツタ電
流を発生させる走査手順に対応する。 まず、走査手順は、スタートブロツク３４６で
始まり、ブロツク３４８に進む。ブロツク３４８
では、積分サンプル数Ｎが初期値１にセツトされ
る。次にブロツク３５０に進む。この走査手順で
は、ブロツク３５０でＮの最大値Nnaxを定める。 Nnaxは、選択できる変数であり、１つのタツ
チ位置算出のために平均化される第１、第２、イ
ンピーダンスタツチ位置の数に対応する。よつ
て、Nnaxは、このタツチ位置算出のための０，
１，２状態間に切替￥られるマルチプレクササイ
クルの回数に対応する。例えば、Nnaxは３にセ
ツトされる。次のブロツク３５２では、M0制御
信号が論理１、M1制御信号が論理１または０（ド
ントケア）にセツトされる。これは、２状態即
ち、インピーダンスタツチ電流決定状態である。
この状態では、交流電圧信号（即ち、SIG＋出力
４８）がタツチ感応表面の所定の接点に同時に印
加されると共にSIG−出力５０がCZに印加され
る。次のブロツク３５４では、μP８８が信号線
１０６上に出力を発生し、切替回路３２０を制御
して積分時間を選択する。即ち、ホールド信号の
時間幅が選定される。 次のブロツク３５６では、インピーダンスタツ
チ電流決定のためにパネルが駆動される。これに
より発生したデジタルインピーダンスタツチ電流
信号izoはブロツク３５８でμP８８に転送される。
次のブロツク３６０ではインピーダンスタツチ電
流信号が所望のレベルにあるかどうが判定され
る。 典型的な場合、正確なタツチ電流決定のために
はデジタルインピーダンスタツチ電流信号は最小
レベルより大であることが望まれる。更に、この
デジタルタツチ電流信号は、ADC８４で変換可
能な最大値の如き最大レベルより小さいことが望
まれる。 広範囲のインピーダンスタツチ電流に対処する
ため、即ち、手袋をはめたり外したりする利用者
によつてタツチされる等の広範囲の異なる条件下
で装置の動作を可能にするため、μP８８は自動
利得調整を行う。ブロツク３６０でデジタルイン
ピーダンスタツチ電流が所望範囲内にないとき、
次のブロツク３６２でデジタルインピーダンスタ
ツチ電流を所望範囲内または最小値より大にする
ために適切な方向に利得設定（積分時間の設定に
対応）をインクリメントすることができるかどう
かが判定される。例えば、デジタル値を減少させ
るには、積分時間が短縮される。逆に、デジタル
値を増加させるには、積分時間が延長される。ブ
ロツク３６２での判定がYESであれば、ブロツ
ク３６４に進み、利得設定がインクリメントされ
る。この後、再びブロツク３５６に進み、サイク
ルが続行される。ブロツク３６０で、インピーダ
ンスタツチ電流が最小値より大または所望範囲内
にあると判定されたら、あるいはインピーダンス
タツチ電流が所望範囲内に入るよう利得制定をイ
ンクリメントすることがそれ以上不可能になつた
ら、ブロツク３６５に進む。ブロツク３６５で
は、インピーダンスタツチ電流のｎ番目のサンプ
ルに対する設定利得Gnが記憶される。更に、次
のブロツク３６６で、デジタルインピーダンスタ
ツチ電流値izoが記憶される。 その後、ブロツク３６８で、M0信号が論理０
にセツトされ、M1信号が論理にセツトされる。
これによつて、マルチプレクサ５２は１状態、即
ちＹタツチ電流決定状態になる。そこで、タツチ
感応表面１８上のＹ方向に交流電圧勾配を形成す
ることにより第２（Ｙ）電流決定のためのタツチ
パネル駆動が行われる（ブロツク３７０）。これ
により発生したデジタルiyoタツチ電流値はμP８
８に転送され（ブロツク３７２）、記憶される
（ブロツク３７４）。 マルチプレクサ５２は、ブロツク３７６で、
M0及びM1制御信号の両方を論理０にすることに
より０状態、即ちＸタツチ電流決定状態になる。
次のブロツク３７８では、タツチ感応表面１８上
で第１（Ｘ）方向に交流電圧勾配を形成すること
により第１タツチ電流ixo決定のためのパネル駆
動が行われる。 その結果発生するデジタルixoタツチ電流値は
μP８８に転送され（ブロツク３８０）、記憶され
る（ブロツク３８２）。次のブロツク３８４では、
そのサンプルＮがＮの最大値Nnaxに等しいかど
うかが判断される。判断結果がNOであれば、Ｎ
はブロツク３８６で１だけインクリメントされ、
ブロツク３５２に戻る。ブロツク３８４での判断
結果がYESであれば、或るタツチ位置の算出に
利用されるNnax個の全サンプルが得られたこと
になり、ブロツク３８６で走査手順が終了する。 タツチ位置の決定については第８図のタツチ位
置決定手順４００を参照して以下に説明する。第
７図の走査手順３４４はこのタツチ位置決定手順
４００内に含まれる。開始ブロツク４０１に続い
て、ブロツク４０２でタツチパネルが較正され
る。 このブロツクでは、タツチ感応表面１８の非タ
ツチ時に中央タツプ５４のタツチ電流を０にする
よう零化回路１０８を調整する。更に、タツチパ
ネルの既知の位置、例えばタツチ感応表面の４隅
にタツチする。これらの既知の位置をタツチし
て、以下に続くような走査手順３４４を用いてタ
ツチ電流情報を得ると、上記式(a)〜(e)内の定数が
決定される。 次にブロツク４０４で、幾つかの初期条件が設
定される。具体的には、エラー信号Ｅが０にセツ
トされ、エラーの最大数Enaxが定められ、最大ノ
イズレベルMAXNOISEが設定され、計数値Ｌが
０にセツトされ、閾値が設定される。このブロツ
ク４０４から上述した走査手順３４４に進み、次
にブロツク４０６でサンプル数Ｎを１にリセツト
する。 次のブロツク４０８では、後に閾値と比較する
ための正規化したインピーダンスタツチ電流izo
が算出される。即ち、閾値との適正な比較が行え
るように、デジタル化された値izoは、この値を
得るために用いた利得設定に対して正規化され
る。 この計算式は次のとおりである。 正規化izo＝izo〔gs（最大利得−利得）〕 この式で、gsは利得ステツプ設定、即ち第４図
の切替回路３２０の設定に等しく、“最大利得”
は最大の利得設定であり、“利得”は前に記憶さ
れた利得Gnである。この計算後、ブロツク４１
０で正規化インピーダンスタツチ電流izoがブロ
ツク４０４で設定された閾値より小さいかどうか
判断される。結果がYESであれば、タツチパネ
ルは現在タツチされていないと判断される。タツ
チされていなければ、この手順はブロツク４１２
で終了する。 前記ブロツク４１０で、正規化izoの値が閾値
と等しいかまたは閾値より大であると仮定する。 このことは、タツチ感応表面上のどこかでパネ
ルがタツチされていることを意味する。 次のブロツク４１８では、図示のような計算が
行われる。加算値Ｙ／Ｚ及びＸ／Ｚは利得設定の
影響を受けないので、これらの計算においては、
デジタルタツチ電流値を正規化する必要はない。
これらの計算後、ブロツク４２０でサンプル数Ｎ
がNnaxになつたかどうか判断される。結果がNO
であれば、ブロツク４２２でＮが１だけインクリ
メントされ、サイクルがブロツク４０８に戻る。
最終的に、全Nnaxサンプルが処理されると判断
ブロツク４２４に達する。 ブロツク４２４では、Ｘタツチ電流値及びＹタ
ツチ電流値に有意な変化があつたかどうかが判断
される。結果がYESであれば、このことは、利
用者が正確なタツチ位置決定に足るだけタツチ位
置を一定に維持していないことを意味する。具体
的には、ブロツク４２４において、最大Ｙ／Ｚ値
と最小Ｙ／Ｚ値の差が最大ノイズ設定値
MAXNOISEより大であれば、不安定なタツチが
なされていることになる。同様に、最大Ｘ／Ｚ値
と最小Ｘ／Ｚ値の差がMAXNOISEを超える場合
も、不安定なタツチがなされていることになる。
MAXNOISEを超える場合、ブロツク４２６に進
み、エラー値Ｅが１だけインクリメントされる。
次の判断ブロツク４２８で、Ｅが許容されるエラ
ーの最大値Enaxより大きいかどうかが判断され
る。Enaxより大であれば、ブロツク４３０でエラ
ーメツセージを出してこの手順を終了する。この
エラーメツセージによつて、例えば不安定なタツ
チによりタツチ位置が正確に決定されない旨を利
用者に伝えることができる。ブロツク４２８でＥ
がEnax以下のとき、走査手順ブロツク３４４に戻
り、走査が継続される。 前記判断ブロツク４２４で、不安定なタツチは
行われていないとすると、この場合、ブロツク４
３２に進み、平均YL／ZL値、平均YL／ZL値及び
平均ZL値が記憶される。また、次のブロツク４３
４では、タツチ位置の決定がなされたことに対応
してTOECHLが真にセツトされる。 第８図の処理で得られた情報は種々の用途に利
用できる。第９図はその一応用例の手順を示す。 第８図のブロツク４３４に続いて、ブロツク４
３６で計数値Ｌが１だけインクリメントされ、ブ
ロツク４３８でＬが１より大きいかどうかが判断
される。Ｌが１より大でなければ、ブロツク４３
９でＥが０にリセツトされ、ブロツク４００内の
走査手順ブロツク３４４に戻る。判断ブロツク４
３８で結果がYESであれば、タツチ感応表面が
最初にタツチされた時点から少なくとも２回タツ
チ位置が決定されたことになる。より一層正確な
タツチ位置決定を行うためには、新たな平均
YL／ZL値、平均XL／ZL値及び平均ZL値が求めら
れる。平均化される各ZL値は正規化されている。
その結果、Ｘ及びＹタツチ位置の変化を伴わない
ZL決定値の変動が検出され、後述する如く利用さ
れる。即ち、ブロツク４４０では、タツチ位置の
より正確な決定のために、タツチ位置及び他のデ
ータの決定に用いられる情報が更新される。この
手順はブロツク４４０からブロツク４３９に直接
移行して走査を継続してもよい。また、ブロツク
４４０から第３軸オプシヨン４４２を通つてブロ
ツク４３９に移行するようにしてもよい。 タツチがあつたことを示すTOUCHLが真にセ
ツトされた（ブロツク４３４）後、第８図のブロ
ツク４１０に再び到達したとき、正規化izoが閾
値より小さいと判定された場合を考える。この場
合、プログラムはブロツク４１２で終了する代り
に、ブロツク４４３（第９図）に進む。このと
き、パネルは解放されているので、ブロツク４４
４に進む。その後、パネル解放前のタツチ位置の
座標がブロツク４４０で求められた平均値から算
出される。上述した式(a)〜(e)はこのために用いる
ことができる。このように、この応用例では、タ
ツチ位置情報は、パネルが最初にタツチされてか
ら解放されるまでの間、平均化される。ブロツク
４４３で前のTOUCHが真でない場合、パネルは
タツチされておらず、終了ブロツク４５０に達す
る。 決定されたＸ及びＹ座標は利用者のコンピユー
タ９２によつて利用される。例えば、或る特定の
位置へのタツチに応じて或るサブルーチンが呼ば
れる。また、以上の説明から明らかなように、タ
ツチ感応表面上を指がスライドする間も連続的に
タツチ位置を検出して、コンピユータ９２がこの
データを利用することにより例えば表示端末１４
上に絵を描くこともできる。更に、上述した手順
に、式(f)〜（ｍ）を計算に用いてもよい。この場
合、適切なタツチ電流値を発生させるように走査
手順３４４が変更される。結局、本発明は上記処
理手順に限定されるものではない。 第９図の第３軸オプシヨンの一例を参照する
に、第１ブロツク４６０では定数Ay，Ax，Azが
定められる。次のブロツク４６２では、Ｘ及びＹ
位置が実質的に変化していないかどうかが判断さ
れる。 この判断は、新たなＹ／Ｚ決定値と直前のＹ／
Ｚ決定値との差をAy値と比較し、かつ新たな
Ｘ／Ｚ決定値と直前のＸ／Ｚ敬低値との差をAx
値と比較することによつて行われる。両差が設定
されたAx，Ay許容内に入らないとき、Ｘ，Ｙ座
標は変化したことになる。この場合、ブロツク４
６２から直接ブロツク４３９に移行し、手順が継
続される。Ｘ、Ｙ座標値が実質的に変化しなけれ
ば、判断ブロツク４６４に移行する。このブロツ
ク４６４では、新たな平均ZL値と直前の平均ZL値
がAzより大であるかどうかが判断される。この
結果がNOであれば、このことは、タツチ感応表
面上で同一位置をタツチしている利用者のタツチ
の仕方が変わつていないことを示す。この場合、
ブロツク４６４からブロツク４３９に直接移行す
る。これに対し、ブロツク４６４で、Ｘ、Ｙ位置
が実質的に同一でありながら、平均インピーダン
スタツチ電流ZLが有意に変化した場合、ブロツク
４６４のYES分岐が選択され、この平均インピ
ーダンスタツチ電流値ZLが利用された後、ブロツ
ク４３９で手続が続行される。 具体例として、利用者の指がタツチ感応表面上
の或る位置にタツチしている間に、押圧力を増し
たとき、平均インピーダンスタツチ電流ZLが変化
する。コンピユータ９２は、この変化を検出する
と、付加的なサブルーチンを呼ぶことができる。
例えば、或る位置のタツチによつて表示端末１４
の表示部分をまず拡大し、次に、同一位置を更に
強くタツチされると同表示部分を拡大させるよう
にできる。インピーダンスタツチ電流情報には、
利用者の要望に応じて他に種々の応用例が考えら
れる。インピーダンスタツチ電流ZLの変化は、
XL、YLの値が変化する場合にも判定するように
してもよい。
ル及びタツチ感応表面がタツチされた位置（本質
的には任意の位置）を決定する回路を有するタツ
チパネル装置に関する。 本発明は、表示情報について何らかの選択を行
うような種々の表示装置と共に用いることができ
る。本発明の用途の一例として、例えば質問に応
答するために利用者が選択的にタツチするラツプ
ヘルド（膝のせ）型タブレツトが挙げられる。他
の例としては、コンピユータ情報処理装置に接続
された表示端末（例えば、CRT端末）の表示ス
クリーン上に表示されたメニユー（情報項目）を
利用者が選択するためのものが考えられる。 〔従来技術〕 表示スクリーン上に、予め定められたパターン
状のタツチ区分（又は領域）を有するタツチパネ
ルを設置したCRT表示端末は周知である。この
端末は、予め定められたパターンの任意の区分へ
のタツチに応答して、そのタツチされた区分の位
置を識別する。このような装置は、典型的には、
容量性検知技術を採用している。即ち、制御器が
絶えずタツチパネルに走査信号を与え、タツチが
検出されるまで各区分のサンプリングを続け、区
分の１つが利用者によつてタツチされたとき、そ
の利用者の人体の静電容量（以下単に容量とい
う）が回路に付加される。そこで、制御器を用い
て容量の変化を検知し、どのパターン区分がタツ
チされたかを判定する。 このようなタツチ応答端末の一例として、米国
ユタ州ソルトレークシテイーにあるRGBダイナ
ミクス社の製品が挙げられる。同社製品のタツチ
感応表面は、ガラス基板上に被覆されたインジウ
ム酸化錫被膜から成る。この被膜は複数の独立化
した部分からなるパターン状に設けられ、各部分
は導体で電気検出回路に接続さてれいる。しか
し、このように感応表面をパターン化すると、タ
ツチ分解能をパターン化区分の大きさに限定する
ことになる。また、採用した特定の区分パターン
状のタツチ検出しかできない。更に、各パターン
区分の電気的接続のために複雑な配線接続が要求
される。このような複雑な配線構造は、簡単な構
造のものに比べ欠陥を生じやすく、製造費用も高
くなる。 他の実用化された従来のタツチパネルには、表
示画面を覆いパターン状に配列した透明な機械ス
イツチがある。この型のスイツチは、米国カリフ
オルニア州シルマーにあるシエラシン／イントレ
ツクス・プロダクツ社からトランスフレツクス
（Transflex）という商標で販売されている。具
体的には、この型の装置は、複数の膜（シート）
を有し、使用者が触れた位置のシートが互いに押
圧され、電気的接触が生じる。シートが或る場所
で押圧されると、或る決まつた回路に電流が流
れ、その場所が判明する。このようなシート型タ
ツチパネルの他の例は、ドーマン等の発明に係る
米国特許第4484038号公報に開示されている。 また、米国マサチユーセツツ州アンド−バーに
あるドーマン・ボグドノフ社は、そのカタログに
説明されているように、非パターン状膜状スイツ
チ型のタツチパネルを用いたシリーズ1000・タツ
チスクリーン装置を有する。このタツチパネル装
置は、透明なタツチスクリーンのＸ軸及びＹ軸間
で電流を切替えることにより、タツチスクリーン
上のスイツチ閉成を検知する制御器を有する。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、更にアナログＸ／Ｙ信号から
デジタルＸ／Ｙ座標に変換される。しかしなが
ら、このような膜状スイツチ装置では、膜に傷が
つき易い。また、この装置は多層構造のため光反
射が高く、また比較的光透過度が低く且つ分解能
も低い。 タツチパネルの周囲に複数の光源及び光検出器
のアレイ（列）を設けることによりタツチパネル
へのタツチを検出し、その位置をつきとめる技術
も提案されている。光の代りに音波発生器及び検
出器のアレイをパネル周囲に配置することもでき
る。いずれの場合も、その発生器及び検出器は、
電子回路に接続され、発生器から検出器へ送出さ
れる信号が人体接触による外乱を受けると電子回
路はこれに応答してその場所をつきとめる。 Ng等発明の米国特許第4476463号公報には他の
容量性タツチ検出装置が開示されている。この装
置は、非パターン状導電性タツチ感応被膜が設け
られた表面を有し、この被膜の各辺に沿つて４つ
の細長いバー状電極が接続されている。この公報
に説明されているように、タツチ感応表面を含む
抵抗−容量（Ｒ−Ｃ）回路に対して容量性タツチ
が引き起こす電気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は、２つの交差す
る直線軸の各々についてその一端から繰返し行な
われ、Ｒ−Ｃ回路の時定数を検査していく。この
４つの測定結果が組合わせられ、接触位置が決定
される。この公報中の一実施例では、交流測定信
号が電極に印加され、この印加信号に応じて発生
する電圧波形がこの電極において監視される。交
流測定信号の周波数は監視される電圧波形が所定
状態に達するまで変化する。この所定状態が得ら
れる交流測定信号周波数によつて、印加電極から
の接触位置が決定される。開示された他の実施例
では、選択的時間関係で２つの値に変化する直流
測定信号が１つの電極に印加される。直流信号の
印加により印加電極に生じた電圧に基づいて、そ
の電極からのタツチ位置が決定される。即ち、ま
ず、第１の測定信号により、タツチ感応被膜に結
合されたあらゆる容量（タツチによる容量を含
む）が既知のレベルまで充電される。次に、第２
の測定信号によりタツチ感応被膜の抵抗を介して
その容量が部分的に放電される。この部分的放電
後の電極の電圧が、その電極からのタツチ位置を
示す。しかしながら、このNg等の発明に記載さ
れた回路には、印加信号の周波数を変化させたり
直流信号を順次２つの値に変化させたりする複雑
な操作が必要であり好ましくない。 更に他のタツチ感応表面を有するタツチパネル
装置は、ペツパー・ジユニア発明の米国特許第
4353552号公報に開示されている。この装置では、
利用者は、指（その他の人体の部分）または導電
性スタイラスでタツチ感応表面にタツチする。タ
ツチ感応表面の複数の端子（即ち、４隅Ａ、Ｂ、
Ｃ、Ｄ）が発振器によつて同時に等しい瞬時電位
へ駆動される。タツチ感応表面がタツチされる
と、駆動された端子に電流が流れる。利用者のタ
ツチのインピーダンスと無関係にこれらの電流か
らタツチ位置のＸ、Ｙ座標が決定される。この手
法は、タツチ位置検出精度が低いという欠点を有
し、用途によつては必要であるインピーダンス情
報をなくする。上記ペツパー発明の一実施例で
は、例えば閾値を超えたタツチ位置の圧力を検知
する圧力センサを用いている。このようなタツチ
位置検出に応じて、ビデオゲームの遊技中に銃の
発砲のような個々の動作が制御される。 したがつて、本発明の目的は、改良されたタツ
チ応答装置を提供することである。 本発明の他の目的は、タツチパネルのタツチ感
応表面がタツチされた位置を識別する改良された
回路及び方法を提供することである。 本発明の他の目的は、タツチ感応表面のタツチ
位置の識別を比較的高精度かつ高信頼性をもつて
行えるタツチパネル装置を提供することである。 本発明の他の目的は、利用者が指や人体の他の
部分でタツチしても、あるいは手袋あるいはスタ
イラスを介してタツチしてもタツチ感応表面のタ
ツチ位置を識別することができるタツチパルス装
置を提供することである。 本発明の他の目的は、他のタツチパネル装置に
比べて耐久性に優れ、製造が比較的容易かつ安価
であり、更に回路の複雑さが軽減されるタツチパ
ネル装置を提供することである。 〔発明の概要〕 本発明によるタツチパネル装置では、略矩形状
タツチパネルのタツチ感応表面上の任意の点に対
するタツチ（例えば人間の指による接触）が検出
される。タツチ感応表面上のタツチ位置を決定す
る回路が設けられる。タツチ位置は、典型的に
は、正確に指定された位置についてＸ−Ｙ座標系
で決定される。 本発明によれば、タツチ位置は、タツチ感応表
面への交流電圧パネル走査信号を選択的に印加す
ることによつて発生するタツチ電流に基づいて決
定される。一走査方法として、タツチ感応表面の
第１辺から第２辺へ向かう第１方向に交流電圧勾
配が発生するように、これらのパネル走査信号が
タツチ感応表面に印加される。このような走査が
行われたとき、タツチ感応表面を利用者がタツチ
すると、第１タツチ電流が利用者を介して流れ、
この電流が検出される。また、タツチ感応表面の
第１及び第２辺の両方に同時に共通の交流電圧パ
ネル走査信号を印加すると、利用者を介してイン
ピーダンスタツチ電流が流れ、この電流が検出さ
れる。第１方向に沿つたタツチ位置は、このよう
にして検出された第１タツチ電流及びインピーダ
ンス電流から決定される。この第１実施例によれ
ば、更に、タツチ感応表面の第３辺から第４辺に
向かう第２方向に交流電圧勾配が発生するように
も交流電圧パネル走査信号がタツチ感応表面に印
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。典型的には、第１及び
第２方向は互いに直角であり、Ｘ−Ｙ座標系に対
応する。タツチ位置は、第１、第２タツチ電流及
びインピーダンスタツチ電流に基づいて、この座
標系に対して決定される。 他の走査方法では、まずタツチ感応表面上の第
１辺から第２辺に向かう第１方向に交流電圧勾配
が発生される。これにより、タツチ感応表面がタ
ツチされたとき第１タツチ電流が発生する。次
に、第１方向と逆向きの第２辺から第１辺に向か
つて同様の交流電圧勾配が発生され、第２タツチ
電流が発生する。この方法で、例えばＸ−Ｙ座標
系の２次元タツチ位置情報を得るには、タツチ感
応表面の第３辺から第４辺に向かう第２方向に交
流電圧勾配が発生され、これにより利用者のタツ
チに応じて第３タツチ電流が発生する。更に、第
２方向と逆向きの第４辺から第３辺に向かつて交
流電圧勾配が発生され、第４タツチ電流が発生す
る。これらの第１、第２、第３、第４タツチ電流
からタツチ位置及び必要ならばインピーダンスタ
ツチ電流が決定される。 本発明の一実施例の他の特徴は、パネル走査信
号をタツチ感応表面に選択的に印加するために変
圧器及び切替回路を用いることである。その結
果、変圧器の中央タツプにタツチ電流信号が発生
する。 本発明の図示の実施例の具体的な特徴として、
タツチ電流の処理のためにパネル出力信号処理回
路手段が設けられている。この処理回路手段は、
タツチ感応表面に印加されるパネル走査信号に同
期してタツチ電流を整流する同期整流回路手段を
含む。この整流されたタツチ電流信号は、パネル
走査信号に同期して所定の積分時間の間、積分回
路手段により積分される。この積分されたタツチ
電流信号はアナログデジタル変換手段によつて対
応するデジタルタツチ電流信号に変換され、この
デジタルタツチ電流信号に基づいてプロセツサ回
路手段によりタツチ位置が決定される。 本発明の他の特徴として、プロセツサ回路は、
デジタルインピーダンスタツチ電流信号の大きさ
を評価する。また、プロセツサ回路は、デジタル
インピーダンスタツチ電流信号の大きさが最小値
より大または所望範囲内に入るように必要に応じ
て積分時間を制御する。 本発明の更に他の特徴として、タツチ感応表面
がタツチされていないときにタツチ電流を０にす
るための零化回路を設けている。 本発明の他の態様として、プロセツサ回路は、
タツチ感応表面がタツチされたとき発生するタツ
チ電流から繰返してタツチ位置を決定し、これら
を平均化することにより、繰返し決定されたタツ
チ位置の平均値としてタツチ位置を決定する。 本発明の更に他の特徴として、インピーダンス
タツチ電流信号以外のタツチ電流信号の変化を伴
わないインピーダンスタツチ電流信号の変化が監
視される。このようなインピーダンスタツチ電流
の変化は、例えば利用者がタツチ感応表面上のタ
ツチ位置を変えることなく指の押圧力を高めるこ
とにより指の接触面積が増加するような場合に生
じる。この変化に応じて、そのタツチ位置に関す
る情報の処理サブルーチンを呼ぶ如き他の機能を
制御できる。 本発明の他の特徴として、個々のタツチ位置
は、選択した個数のタツチ電流信号のサンプルを
平均することにより決定してもよい。この場合、
タツチ電流サンプルが予め定めた値より大きく変
動するときエラー信号を発生できる。このような
変動は、利用者がタツチ感応表面に安定にタツチ
していないことを示す。個々のタツチ位置決定の
際に平均化するサンプルの個数は可変である。 本発明の他の特徴として、インピーダンスタツ
チ電流信号が閾値に達しない場合には非タツチ状
態が示され得る。 本発明の他の態様として、導電性スタイラスに
よるタツチの位置も決定できる。また、導電性の
手袋あるいは非導電性であつてもパネル走査信号
周波数で測定可能な容量性タツチ電流を流すに足
るだけ薄ければ、手袋をはめた指によるタツチ位
置も正確に決定できる。このようなタツチ電流を
許容するものであれば、他の任意のものによりタ
ツチしてもよい。本明細書で、単に手袋をした指
またはスタイラスによるタツチと言う場合、この
ようなタツチ電流を許容する型の手袋またはスラ
イラスに限定されると理解されたい。 〔実施例〕 総 説 第１図に示す本発明によるタツチパネル装置の
第１実施例は、表示画面１４を持つ表示ユニツト
１２を有する。図示の表示ユニツト１２はCRT
端末を構成する。よつて表示画面１４はCRTの
管面である。光学的に透明なタツチパネル１６
は、画面１４がこのタツチパネル１６を通して見
えるように画面１４に覆いかぶせられる。“光学
的に透明”とはタツチパネル１６を介して画面１
４上の像を知覚できることを意味する。用途によ
つては、表示ユニツト１２はなくてもよい。例え
ば、質問／回答用紙のような情報を記録した用紙
をタツチパネル１６の下に置き、タツチパネル１
６を用いて質問／回答用紙に関するデータを入力
するようにしてもよい。また、場合によつては、
タツチパネル１６は透明でなくてもよい。例え
ば、タツチパネルを単にデータ入力パツドとして
用い、接触によりデータをコンピーユータまたは
他の装置に入力するようにしてもよい。 タツチパネル１６は、ガラスのような光透過性
材料で作られるを可とする基板を有し、この外表
面には導電性被膜１８が設けられる。被膜１８
は、タツチパネルが所定位置に装着されたとき表
示画面１４の全体を覆つてもよいし、利用者の選
択項目が表示される部分のみを覆うようにしても
よい。 第２図に概要が示され、且つ以下に詳述されるよ
うに、被膜１８は、複数の別個に分離した電気接
点または電極（この場合、８個の接点１〜８）を
もつタツチ感応表面を構成する。これらの接点の
第１の組２２（この例では接点１〜３）は、タツ
チ感応表面１８の一辺に１列に配置される。接点
の第２の組２４（接点６〜８）はタツチ感応表面
の第１組と反対の辺に１列に配置される。即ち、
第１及び第２の組２２，２４は表面１８を横切る
第１方向に沿う、互いに離間した２列上に並ぶ。
接点の第３の組２８（接点３，５，８）は表面１
８の第３の辺、つまり下辺に沿つて配置される。
更に、接点の第４の組２６（接点１，４，６）は
表面１８の第４の辺、つまり上辺に沿つて配置さ
れる。よつて、接点の第３及び第４組２８，２６
は、表面１８を横切る第２の方向に沿つて互いに
離間する。 更に詳細には、図示の実施例ではパネルの四隅
の接点１，３，６，８が複数の組に共用されてい
る。更に、接点２，４，５，７がパネルの各隅の
間、より具体的には中間に位置している。また、
タツチパネル１６の図示の実施例では、接点は約
0.2インチ（約５mm）角の空気乾燥された銀接点
塗布スポツトから成る。接点１〜８への電気的接
続を容易にするため、各接点にリード線が接続さ
れる。応力がかからないように、各接点の近傍で
各リード線の一部はエポキシ樹脂でタツチパネル
基板の縁に固着される。 この構成では、接点の第１及び第２組２２，２
４は、タツチパネルの水平方向に分離された対向
する側縁に設けられ、他の組２６，２８はタツチ
パネルの垂直方向に分離された対向する側縁に設
けられる。各組の３つの接点は必ずしも一直線上
に位置する必要はないが、同じ組の接点が一直線
上に近く並び且つ上記第１及び第２方向が互いに
直角であれば、基準座標系が得られる。タツチ位
置はこの座標系に関して、後述する回路により決
定される。更に、タツチパネルが装着、較正され
たとき接点は画面１４に対して既知の位置にある
ことになる。よつて、タツチ感応表面１８上の位
置を決定することにより、これに対応して表示画
面１４上の位置が決まる。但し、本発明は、この
特定の接点配置に限定されるものではない。第６
図は、タツチ感応表面１５の辺２２，２４，２
６，２８に走査信号を印加するための接点配置の
他の例を示す。この図の例では、タツチ感応表面
の各辺に沿つて５個の接点が配置されている。 第２図のタツチパネル装置では、タツチ感応表
面上の２方向に関するタツチ位置を検出するため
に、２対の夫々対応する接点の組２２，２４及び
２６，２８を用いている。１方向に関するタツチ
位置のみを検出するならば、１対の対向する組の
みを用いる。即ち、組２２，２４は第１方向のタ
ツチ位置の決定に用い、組２６，２８は第２方向
のタツチ位置決定に用いる。 第１及び第２図を参照するに、関数発生器、即
ち信号源３０は、その出力源３６に交流電圧パネ
ル走査信号を発生する。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、増幅後の信
号を出力線４０を介してタツチパネル駆動変圧器
４４の１次巻線４２に印加する。これによつて、、
変圧器４４の２次巻線４６が駆動され、その＋出
力端４８（SIG＋）及び−出力端５０（SIG−）
間に交流電圧が発生するマルチプレクサ、即ち切
替回路５２は２次巻線４６の出力端４８，５０の
信号を後述の如くタツチパネル接点の選択した組
（列）へパネル走査信号として印加する。これら
の走査信号に応じて、タツチ感応表面がタツチさ
れたとき変圧器４４の中央タツプ５４にパネル出
力、即ちタツチ電流信号が発生する。これらのタ
ツチ電流信号は、パネル出力信号処理回路５６に
よつて処理され、タツチ位置及び他の情報とな
る。 図示のパネル出力信号処理回路５６では、中央
タツプ５４からのタツチ電流信号は信号線６０を
介してタツチ電流検知演算増幅器６２に入力され
る。中央タツプ５４のタツチ電流に対応した増幅
器６２の出力は、出力線６４を介してフイルタ６
６に入力され、更に信号線６８を介して同期整流
器６９に入力される。整流器６９は、信号源３０
から信号線７０を介して同期（チヨツプ）信号を
受ける。チヨツプ信号は、信号源３０により発生
されタツチ感応表面１８に印加される交流電圧信
号に対して、整流器６９の整流動作を同期させ
る。整流されたタツチ電流信号は信号線７１を介
して積分器７４に入力され、積分される。積分器
７４は、被積分信号が入力されたとき、積分期間
内だけ閉成するスイツチ７２を有する。また、積
分器７４は、積分増幅器７６に並列接続された積
分コンデンサ７５を有する。信号線７８上の放電
信号（ゼロ信号）に応答して積分コンデンサ７５
で選択的に放電する積分コンデンサ放電スイツチ
７７も積分器７４に含まれる。放電信号の発生に
ついては後述する。積分されたタツチ電流信号
は、信号線８２を介してアナログデジタル変換器
（ADC）８４に入力され、ここでデジタル信号に
変換される。このデジタル信号は信号線８６を介
してマイクロプロセツサ（μP）８８に送られる。
μP８８は、その機能の１つとして、タツチ電流
信号に基づいてタツチ位置及び他の所望の情報を
算出する。 μP８８は、信号線９３で表示端末１２に接続
されたコンピユータ９２と、信号線９０を介して
信号の授受を行う。例えば、コンピユータ９２は
画面１４上に選択情報を表示させることができ
る。また、コンピユータ９２は、利用者がタツチ
したタツチ感応表面上の位置に応じてコンピユー
タ９２内のソフトウエアで定められたように表示
情報を変更することもできる。このような処理
は、所望の用途に応じて従来の手法によつて行え
る。 μP８８の出力端Ｍ０，Ｍ１からは夫々信号線
９４，９６を介してマルチプレクサ５２へ制御信
号が送出される。両制御信号の働きは、マルチプ
レクサ５２を制御してパルス走査信号を接点の所
望の組へ切替印加することにより、タツチ位置が
決定できるタツチ電流信号を発生させることであ
る。走査手順については後に列を挙げて説明す
る。 第１図のパネル出力信号処理回路５６は、整流
器６９、積分器７４、ADC８４及びμP８８間の
データ転送を制御するカウンタ回路９８を含む。
カウンタ回路９８はμPにより構成してもよい。 カウンタ回路９８は、タツチ位置決定が必要さ
れる度に信号線１００を介してμP８８からスタ
ート入力信号を受ける。カウンタ回路９８は、ま
た、信号線７８に放電信号を出力し、各積分動作
の前に積分コンデンサ７５を放電する。整流器６
９からの整流後のタツチ電流信号は、カウンタ回
路９８が信号線１０２にホールド信号を発生する
とき積分器７４に入力される。このホールド信号
によりスイツチ７２が閉成され整流器出力が積分
コンデンサ７５に結合される。積分動作はホール
ド信号の出力期間中継続する。カウンタ回路９８
は、自身を、タツチ感応表面１８に印加されるパ
ネル走査信号に同期させる信号源３０からの同期
信号出力７０を受ける入力端も有する。更に、カ
ウンタ回路９８は、後述する理由のために信号線
１０４を介してADC８４にも接続される。 ADC８４の出力が所望の範囲内に入るとき、
タツチ電流及びタツチ位置の検出はより正確に行
われる。ADC出力が小さ過ぎる場合、タツチ電
流の微小の変動が看過される虞れがあり、偽信号
の影響が大きくなる。逆に、ADC信号が大きす
ぎる場合には、ADC８４がオーバーフローする
虞れがあり、タツチ電流の判定が不正確になる。
このような可能性を最小にするために、付加的な
特徴として、μP８８がADC８４の出力の大きさ
を監視する。ADC出力が所望の範囲から外れる
とき、μP８８は信号線１０６を介してカウンタ
回路９８に積分タイミング制御信号を送出する。
カウンタ回路９８は、このタイミング制御信号に
応答してホールド信号の出力時間幅（よつて積分
期間）を調整しADC出力が所望レベルになるよ
うにする。この構成によつて、タツチ電流の広範
囲の変動を伴うタツチパネルの広範な条件下での
使用が可能になる。例えば、タツチ感応表面１８
をスタイラスでタツチする場合、個々の使用者が
指または他の人体部分でタツチする場合、手袋を
はめた指でタツチする場合等にも使用可能にな
る。 零化回路１０８は、パネル１６がタツチされて
いないときの中央タツプ５４のタツチ電流信号を
０値に調整するためのものである。したがつて、
中央タツプ５４に少くとも雑音閾値レベル以上の
電流が流れれば、パネル１６がタツチされたこと
になる。 パネル走査手順及びタツチ位置決定 詳細に後述されるとおり、μP８８はマルチプ
レクサ５２を制御して変圧器４４のSIG＋、SIG
−出力４８，５０をタツチ感応表面１８の選択し
た辺に所定の順序で繰返し印加するようになす。
これに応じて生じたタツチ電流に基づいてタツチ
位置及び他の情報が決定される。 走査手順の第１の具体例として、第２図を参照
し、まず、タツチ感応表面１８がタツチされてい
ないときタツチ電流が零化回路１０８により０に
調整されているとする。また、Ｘ−Ｙ座標系はそ
の原点をタツチ感応表面１８の中心にして確立さ
れているとする。今、点Ｐがタツチされたとする
と、点Ｐの位置は第２図に示すようにＸ，Ｙ座標
によつて与えられる。 この第１の走査手順の第１モードでは、SIG−
出力５０が接点組２２に印加されると共に、SIG
＋出力４８が接点組２４に印加される。更に、接
点４及び５は開放される（接点４及び５はなくて
もよい。）。このモードでは、タツチ感応表面上の
第１（Ｘ）方向に交流勾配（電圧傾斜）が生じる。
この場合、第１方向は水平方向であり、Ｘ軸を構
成する。発生する第１（Ｘ）方向タツチ電流は次
式で表わされる。 (a) ix＝Kx・Ｘ・Ｖ／Zt この式で、ixは発生したタツチ電流（Ｘタツチ
電流と称す）を示す。また、Ｖは変圧器４４の中
央タツプの仮想接地に対する２次巻線出力４８の
電圧を示す。更に、Ztは利用者がタツチ感応表面
１８にタツチしたとき回路に付加されるインピー
ダンスを示す。Kxは定数である。Ｖ／Ztは利用
者のタツチにより流れるインピーダンス電流であ
る。Ｘは、Ｘタツチ位置である。 第１走査手順の第２モードでは、SIG＋出力４
８がタツチ感応表面１８の第１及び第２の辺２
２，２４に印加され、中央タツプ５４は、タツチ
されていないタツチパネル装置のインピーダンス
と等しいインピーダンスのコンデンサを介して接
地される。これによつて、第１方向に均一な交流
電圧が生じる。このモードでは、中央タツプ５４
のタツチ電流は利用者のインピーダンスタツチ電
流に対応する。このインピーダンスタツチ電流iz
は次式で表わされる。 (b) iz＝Ｖ／Zt 上の２式を結合すればＸタツチ位置Ｘについて
の次式が得られる。 (c) Ｘ＝ix／izKx Kxを決定するためには、タツチ感応表面１８
上の既知のＸ位置にタツチする。例えば、４つの
隅あるいはＸ軸上の右寄りの点及び左寄りの点に
タツチする。上式(c)に複数の既知のＸ位置を代入
し、その結果を平均化することにより、Kx値を
決定することができる。一旦、Kxが決定されれ
ば、上式を用いて第１タツチ電流信号及びインピ
ーダンス電流信号から未知のＸタツチ位置を決定
できる。 ２次元のタツチ情報が必要な場合、第１走査手
順は第３モードを含む。このモードでは、SIG＋
出力４８がタツチ感応表面１８の上辺２６に印加
され、SIG−出力５０が下辺２８に印加される。
これによつて、タツチ感応表面１８上の第２（Ｙ）
方向に交流電圧勾配が発生する。発生する第２
（Ｙ）電流は次式で表わされる。 (d) iy＝Ky・Ｙ・Ｖ／Zt この式で、ＹはＹタツチ位置を示す。Kyは、
タツチ感応表面１８上の既知の点をタツチするこ
とによりKxが決定されたと同様の方法で求めら
れる定数である。式(b)と式(d)から次式が得られ
る。 (e) Ｙ＝iy／izKy このように、タツチ位置Ｐ点のＸ、Ｙ座標は、
上述の３つのモードでタツチ感応表面１８を走査
することによつて発生するタツチ電流に基づいて
決定することができる。走査サイクルを所定回繰
返しその結果を総合することにより、後述の如
く、タツチ位置の正確な決定が行える。複数のモ
ード間の走査信号の切替は、μP８８からのＭ０，
Ｍ１信号の制御の下でマルチプレクサ５２によつ
て行われる。タツチパネル１６上のタツチ位置に
応じて、端末１２に表示されているどの情報項目
が利用者によつて選ばれたかをコンピユータが認
識する。そこで端末１２は、この利用者の選択に
対して既知の方法で応答する。 発生したタツチ電流からは、タツチ位置の決定
の他に付加的情報を得ることもできる。例えば、
インピーダンスタツチ電流izを監視しながら、
Ｘ、Ｙ座標を継続的に算出することができる。こ
のとき、Ｘ及びＹが変化せず、izのみが変化する
ならば、このことは、利用者がタツチ感応表面１
８上の特定位置にタツチの仕方を変えながらタツ
チし続けていることを示す。例えば、利用者が指
の押圧力を上げた場合、タツチ面積が変化する。
これによるインピーダンスタツチ電流の変化は、
付加的機能のためにコンピユータ９２が用いるこ
とができる。一例として、タツチ感応表面１８上
のタツチ位置を変えることなく押圧力を強くした
とき、それによるインピーダンスタツチ電流の変
化を検出し、そのタツチ位置によつて指定された
データについて処理を行う特定のサブルーチンを
呼ぶようにすることもできる。 所望Ｘ、Ｙタツチ位置と共にインピーダンスタ
ツチ電流を求める他の走査手順を以下に述べる。
この第２走査手順は、上述したような３モードで
はなく４モードでタツチ感応表面１８を走査す
る。第２図を参照するに、この走査方法はX1、
X2、Y1、Y2位置のタツチ点Ｐに関して説明す
る。つまり、タツチ感応表面１８上のＸ方向の全
長は既知でありX1＋X2で与えられる。また、X1
は第２図のパネルの左辺から点Ｐまでの距離があ
り、X2はパネルの右辺から点Ｐまでの距離であ
る。同様に、パネルのＹ方向の全長は既知であ
り、Y1＋Y2で与えられる。Y1はパネルの下辺か
ら点Ｐまでの距離であり、Y2はパネルの上辺か
ら点Ｐまでの距離である。 この第２走査手順の第１モードでは、SIG＋出
力４８がタツチ感応表面１８の右辺に印加され、
中央タツプ５４が左辺に接続される。これによつ
て、タツチ感応表面１８のＸ方向に右から左へ交
流電圧勾配が形成される。このような状態で、か
つタツチ感応表面の非タツチ時にタツチ電流が０
になるように零化回路１０８が調整されていると
すると、中央タツプ５４のタツチ電流ix1は次式
のようになる。 (f) ix1＝Kx・X1／X1＋X2・Ｖ／Zt 更に、第２モードでは、SIG＋出力４８が左辺
に印加され、中央タツプ５４が右辺に印加され
る。これによつて、Ｘ方向に左から右へ交流電圧
勾配が形成される。この場合、第２タツチ電流
ix2は次式で表わされる。 (g) ix2＝Kx・X2／X1＋X2・Ｖ／Zt 式(f)と式(g)を加算すると、インピーダンスタツ
チ電圧izは次式で与えられる。 (h) KxＶ／Zt＝（ix1＋ix2）＝iz 最後に、式(f)と式(h)とによりタツチ点ＰのＸ軸
位置X1に関する次式を得る。 (i) X1＝ix1（X1＋X2）／Kx（ix1＋ix2） これらの式中、Kxは、上述のようにタツチ感
応表面１８上の既知の点をタツチすることにより
決定できる定数である。更に、上述のとおり、
X1＋X2の値は既知である。したがつて、前記２
つの測定により、タツチ点ＰのＸ軸位置情報が、
インピーダンスタツチ電流izの変化に関する情報
と共に導出され昇る。 Ｙ軸位置情報は次のようにして決定される。こ
の走査手順の第３モードにおいて、SIG＋出力４
８はタツチ感応表面１８の上辺に印加され、中央
タツプ５４は下辺に印加される。その結果発生す
る第３タツチ電流iy1は次式で表わされる。 (j) iy1＝Ky・Y1／Y2＋Y1・Ｖ／Zt 第４モードでは、SIG＋出力４８が下辺に印加
され、中央タツプ５４が上辺に印加される。これ
により、次式で表わされる第４タツチ電流が生じ
る。 (k) iy2＝Ky・Y2／Y2＋Y1・Ｖ／Zt 式(j)と式(k)により、インピーダンスタツチ電流
izを表わす次式が得られる。 (l) KyＶ／Zt＝（iy1＋iy2）＝iz 更に、式(j)と式(l)により、Y1を表わす式が得
られる。 （ｍ） Y1＝iy1（Y1＋Y2）／Ky（iy1＋iy2） 上述したように、Y1＋Y2の値は既知である。
また、KyはKxを求めたと同様の方法で求めるこ
とができる。 このようにして、X1及びY1位置がタツチ電流
から求められる。また、インピーダンスタツチ電
流の変化も必要ならば監視することができる。 当業者には明からなように、所望の位置情報の
決定に必要なタツチ電流を発生させることができ
れば、他の走査手順及びタツチ感応表面１８上に
交流勾配を形成するモードを採用してもよい。 タツチパネル構造 再び、第２図を参照するに、タツチパネル１６
は、その一面に拡がるタツチ感応表面１８を有
し、位置決定回路と共に用いられて、利用者のタ
ツチを検知する。上述のように、タツチパネル１
６は、基板の表面１８に導電性被膜を被覆したも
のである。この被膜の好適例は、200Ω／□のシ
ート抵抗率を有し、520nｍの光に対し85％の透
過性をもつインジウム錫酸化物（インジウム10
％、酸化錫90％）である。このような被膜は、米
国カリフオルニア州サンタローザにあるオプチカ
ル・コーテイング・ラボラトリ（OCLI）社から
市販されている。被膜のシート抵抗率は、高度な
厳密さを要求されないが、200乃至2000Ω／□あ
るいはそれ以上が好ましい。シート抵抗率が
200Ω／□より低い場合には、所望以上の大きさ
の駆動電流を必要とする。 基板は、いかなる特定形状にも制限されない。
よつて、画面に応じて円形、凹面、球面、曲面、
あるいは平坦でもよい。また、基板は不透明でも
透明でもよく、その材料には種々のものを用い得
る。背景光源からの反射光によるまぶしさを減ず
るために基板は市販の防眩ガラスでもよい。この
ガラスも、平坦形あるいは表示画面に適当する形
状にすることができる。この基板の供給元の１つ
は、米国ウエスト・バージニア州チヤールズバー
グのイーグル・コンベツクス・グラス社である。 上述したように、接点配置構造は、第２図及び
第６図に例示するように可変である。当然なが
ら、マルチプレクサ５２の構造も選択された接点
配置構造に応じて変わる。一般に、所望の方向に
おいてタツチ感応表面１８上で比較的均一な交流
電圧勾配が得られるならば、任意の接点配置を採
用し得る。 タツチパネル駆動回路 タツチ感応表面１８に印加する交流電圧信号を
発生するための回路の詳細を第３図に示す。 信号源３０は、具体的には図示のように接続さ
れた集積回路ICL8038信号源の如き従来の正弦波
発生器３０を含む。発生器１２０は２番ピンに正
弦波出力を発生する。この２番ピン出力は波さ
れた後、演算増幅器１２２で増幅され、信号源３
０の出力線３６に安定な振幅を有する正弦波出力
を発生する。発生器１２０の10番ピンに選択した
コンデンサを接続するスイツチ１２４及び１対の
10kΩポテンシヨメータ１２６，１２８の設定に
より正弦波出力の周波数が決まる。好適な動作周
波数は200kHzである。この回路は、厳密さは要
求されないが、典型的には15乃至300kHzの出力
周波数で動作する。 発生器１２０は９番ピンに方形波信号を出力す
る。 この信号は、反転器１２６で増幅・反転され、
後述する目的のため出力線７２に同期（チヨツ
プ）信号として出力される。 図示の駆動増幅器３８は、演算増幅器１５６
と、個別素子によるプツシユプルフオロア回路１
５８を含む。10kΩのバイアスポテンシヨメータ
１６０は、フオロア１５８のクロスオーバ歪を軽
減するために調整される。10kΩポテンシヨメー
タ１６２は駆動増幅器３８をフイードフオワード
補償するためのものである。駆動増幅器３８の出
力は、信号線４０を介して変圧器４４の１次巻線
４２に接続され、更に47μFの無極性電解・直流
阻止コンデンサ１６４及び10Ω抵抗器１６６を介
して接地される。コンデンサ１６４は変圧器４４
が直流電流によつて飽和するのを防止する。信号
源３０及び駆動増幅器３８の組合せは、典型的に
は、変圧器４４の２次巻線４８，５０間に約10V
のピーク・ピーク電圧を発生するような変圧器４
４を駆動する。 変圧器４４は、好ましくはトロイダルコアを有
する。変圧器４４は、タツチ感応表面１８を駆動
するための電流を、信号源３０によつて発生する
電流から絶縁する。したがつて、中央タツプ５４
現われる電流のみがタツチ電流である。この変圧
器駆動構成によれば、タツチ電流からパネル走査
信号を減算する必要がないので、回路の複雑さを
解消することができる。 信号源３０及び駆動増幅器３８に用いられてい
る抵抗及びコンデンサの値で上述しなかつたもの
については最後の表１に示す。 マルチプレクサ５２は、タツチ感応表面１８に
パネル走査信号を印加することにより、タツチ感
応表面上の所望方向に交流電圧勾配を発生させる
切替回路から成る。図示の接点配置の場合、マル
チプレクサ５２は、１対の４チヤンネルCMOS，
CD4052アナログマルチプレクサ２００，２０２
と、２チヤンネルCMOSマルチプレクサ２０４
（CD4053の３分の１）とを図示の如く接続したも
のである。SIG＋出力４８及びSIG−出力５０の
走査信号はマルチプレクサ５２の走査入力端に入
力される。一般に、マルチプレクサ２００，２０
２，２０４は、μP８８（第１図、第４図）から
の制御線９４，９６を介して入力される制御信号
M0，M1によつて種々の状態に切替えられる。第
３図において参照番号２０６で総称したマルチプ
レクサ入出力線は、第２及び第３図の示すように
タツチ感応表面１８の対応する接点１乃至８に接
続される。 μP８８により制御線９４，９６の両方に論理
０が出力された場合、マルチプレクレスサ５２は
０状態、即ちＸタツチ電流検出状態になる。この
０状態では、接点１，２，３（組２２）が電気的
に相互接続され、また接点６，７，８（組２４）
も電気的に相互接続される。更に、接点４，５は
開放される。０状態ではSIG＋出力４８が第１組
２２の接点１，２，３に印加される。SIG−出力
５０は組２４の接点の接点６，７，８に印加され
る。この状態において、タツチ感応表面上でＸ方
向に交流電圧勾配が生じる。 更に、制御線９４上のM0制御信号が論理０、
制御線９６上のM1制御信号が論理１の場合、マ
ルチプレクサ５２は１状態、即ちＹタツチ電流検
出状態になる。この状態では、接点１，４，６
（組２６）が相互接続され、SIG＋出力４８を受
ける。また、接点３，５，８（組２８）が相互接
続され、SIG−出力５０を受ける。 接点２，７は開放される。この状態において、
タツチ感応表面上で第2Y方向に、上辺及び下辺
の接点間に交流電圧勾配が形成される。 M0制御信号が論理１、M1制御信号が論理０ま
たは論理１のとき、マルチプレクサ５２は２状
態、即ちインピーダンスタツチ電流検出状態にな
る。 この状態のとき、４隅の接点（接点１，３，
６，８）が電気的に相互接続され、SIG＋出力４
８を受ける。 同時に、後述する目的のために、SIG−出力５
０が零化コンデシサCZに接続される。また、残
りの接続点２，４，５，７は開放される。このよ
うな条件下で、交流電圧がタツチ感応表面１８の
全辺に同時に印加される。その結果、中央タツプ
５４に流れるタツチ電流は、利用者がタツチ感応
表面１８にタツチするとき発生するインピーダン
ス電流に直接対応する。 勿論、タツチ感応表面１８の全体に均一な交流
電圧場を形成することを目的とするならば他の接
点を駆動してもよい。 零化回路１０８は、タツチパネル接点２及び接
地間に接続された第１（Ｘ）タツチ電流可変零化
コンデンサCXと、タツチパネル接点４及び接地
間に接続された第２（Ｙ）タツチ電流可変零化コ
ンデンサCYとを含む。コンデンサCX，CYの典型
的な容量値は22pFである。コンデンサCZは、切
替回路２００の11番及び12番ピンと接地との間に
接続された１対の並列接続された可変零化コンデ
ンサ（例えば180pFと65pF）から成る。マルチプ
レクサ５２を種々の状態に順次切換えることによ
りタツチ感応表面を走査したとする。この場合
に、パネルがタツチされていないときは、変圧器
４４の中央タツプ５４にタツチ電流信号が発生し
なくなるようにコンデンサCX，CY，CZを調整す
る。 コンデンサCZはマルチプレクサ５２が２状態、
即ちインピーダンスタツチ電流決定状態にあり、
且つパネルが非タツチ状態のときインピーダンス
タツチ電流が０になるように調整される。タツチ
パネル上の総合浮遊容量とコンデンサCZの容量
が等しいならば、パネルの非タツチ時、中央タツ
プ５４から仮想接地へ電流は流れない。即ち、こ
の第２マルチプレクサ状態では、タツチ位置の変
更によつて何ら電圧変動が生じないので、中央タ
ツプ電流はタツチインピーダンスのみの関数とな
る。また、同様にマルチプレクサ５２の０状態即
ちＸタツチ電流決定状態及び１状態、即ちＹタツ
チ電流決定状態において、中央タツプ電流が０に
なるように夫々コンデンサCX，CYの値が調整さ
れる。コンデンサCXによる第１（Ｘ）タツチ電流
の調整は、第２（Ｙ）タツチ電流またはインピー
ダンスタツチ電流のいずれにも殆んど影響を与え
ることなく行われる。 つまり、CXはＹ＝０であるＸ軸に結合されて
いるのでＹタツチ電流に影響を与えない。同様
に、CYによるＹタツチ電流の調整は他のタツチ
で流に殆んど影響を与えることなく行われる。つ
まり、CYはＸ＝０であるＹ軸に結合されている
のでＸタツチ電流に影響を与えない。マルチプレ
クサ５２が０及び１状態にあるとき、中央タツプ
電流はタツチ位置及びタツチインピーダンスの関
数である。３つの状態すべてにおいて零化された
とき、中央タツプか５４からの電流はタツチ感応
表面がタツチされたときのみ流れる。零化回路１
０８を設けたことによつて、例えば、個々ののタ
ツチパネルの表示端末への装着の仕方によるイン
ピーダンスの変動にも関係することなくタツチ電
流の零化が容易に行える。 SIG−出力端５０とタツチ感応表面１８の接点
１との間に82Ωの抵抗器２０８が直列接続されて
いる。 この抵抗値は、切替回路２００，２０４，２０
４を通つて他の接点へ達する抵抗値と略等しい。
また、接点８と接地との間に4.7pFのコンデンサ
２１０が設けられる。このコンデンサは、零化回
路１０８が、パネルの非タツチ状態で第１（Ｘ）、
第２（Ｙ）、インピーダンスタツチ電流信号を０に
することができるような方向にオフセツトを発生
するためのものである。 次に動作について説明する。μP８８は、マル
チプレクサ５２を、その２状態から１状態、０状
態へと切替えることによりタツチパネル１６を走
査するサイクルを繰返し行う。これにより生じる
タツチ電流信号は、タツチ位置検出のための上式
(a)〜(e)に従つて利用される。３つの状態をすべて
走査するマルチプレクササイクルは極めて速く、
典型的には200〜1000Hzである。マルチプレクサ
周波数が遅い程、処理回数がタツチ位置を決定す
る時間が長くなる。 同様に、式(f)〜（ｍ）について上述したような
４つのタツチ電流ix1，ix2，iy1，iy2を発生したい
場合には、このような各タツチ電流を発生するの
に必要なマルチプレクサ採用及びタツチ感応表面
への走査信号印加のための接続を行えばよい。第
６図の構成では、20本ワイヤのマルチプレクサ５
２を採用している。 変圧器４４によるタツチ感応表面の駆動は、回
路を簡単化する等の効果を有し、好都合である
が、タツチ感応表面上に所望の交流電圧勾配を発
生させる他の回転を用いてもよい。このような回
路の一例を第１０図に示す。この回路では、信号
線４０上の正弦波出力は利得１の反転演算増幅器
（インバータ）２２０及び抵抗器２２２を通つて
SIG−出力端５０に出力される。同時に、信号線
４０上の正弦波出力は、利得１の非反転演算増幅
器２２４及び抵抗器２２６を通つてSIG＋出力端
４８に出力される。抵抗器２２２のインバータ２
２０側の端子は差動増幅器２２８の非反転入力端
に接続され、抵抗器２２２の他端は同増幅器２２
８の反転入力端に接続される。増幅器２２８の出
力端は、タツチ電流検知増幅器６２の非反転入力
端に接続される。 同様に、抵抗器２２６の増幅器２２４側の端子
は差動増幅器２３０の非反転入力端に接続され、
他端は差動増幅器２３０の反転入力端に接続され
る。 増幅器２３０の出力端はタツチ電流検知増幅器
６２の反転入力端に接続される。タツチパネルの
非タツチ時に零化回路１０８が適正に調整されて
いれば、第１０図のタツチ電流検知増幅器６２の
出力端６４の信号は０になる。タツチ感応表面が
タツチされたときには、出力線６４上にタツチ電
流信号が出力され、上述の如く利用されてタツチ
位置が決定される。 パネル出力信号処理回路 再び第３図を参照するに、タツチ検知増幅器６
２の反転入力端は変圧器４４の中央タツプに接続
される。増幅器６２の非反転入力端は接地され
る。増幅器６２の出力端６４及び反転入力端間に
1kΩの帰還抵抗器２４０が接続される。このよう
に接続された増幅器６２は、中央タツプ５４に流
れる電流、即ち第１、第２タツチ電流及びインピ
ーダンスタツチ電流に対応した出力６４を発生す
る。 これらのタツチ電流信号はフイルタ回路６６で
波される。具体的には、タツチ電流信号は、第
１の3kHz受動高域通過フイルタ２４２を通つて
第１演算増幅器２４４の非反転入力端に入力され
る。 増幅器２４４の出力は10kΩの抵抗器２４６を
介して第２演算増幅器２４８の反転入力端に入力
される。増幅器２４８の出力は、第２の３のｋHz
受動高域通過フイルタ２５０を介してフイルタ出
力線６８に出力され、更に整流器６９に入力され
る。フイルタ２４２，２５０の各々は、0.1μFの
直流阻止コンデンサを5.1kΩ抵抗と組合わせたも
のである。増幅器２４４の出力端及びその反転入
力間には10kΩの帰還ポテンシヨメータ２５２が
接続され、フイルタの利得調整に用いられる。ま
た、増幅器２４４の反転入力端及び接地間に1kΩ
抵抗器２６２が接続される。増幅器２４８の出力
端及び反転入力端間に10kΩ帰還抵抗器２５４が
接続される。増幅器２４８の非反転入力端は、
1kΩ抵抗器２５６及び100kΩポテンシヨメータ２
５８を介して接地される。更に、増幅器２４４の
出力端及び増幅器２４８の非反転入力端間に
82pFのコンデンサ２６０が接続される。ポテン
シヨメータ２５８を調整することにより、出力線
６８上の出力を最大にするように、フイルタ６６
を通過する信号の位相が調整される。 フイルタ６６からのタツチ電流信号は整流器６
９で整流され、積分器７４につながる信号線７１
上に整流されたタツチ電流信号が出力される。図
示の回路では、整流器６９は、フイルタ６６から
の入力信号を夫々反転及び非反転出力経路２７
２，２７４間に切替えるCD4053マルチプレクサ
（スイツチ）２７０を有する。この切替は、信号
線７０上の同期（チヨツプ）信号に応じて行われ
る。両出力経路２７２，２７４の夫々は、図示の
如く接続された10kΩ抵抗器２７６，２７８及び
0.01μFコンデンサ２８０，２８２から成る3kHz
低域通過フイルタを含む。 両フイルタは、反転及び非反転信号経路２７
２，２７４の位相が整合しない周波数のノイズを
除去するためのものである。非反転信号経路２７
４は、スイツチ２７０から抵抗器２７８及び
10kΩ抵抗器２８４を通つて整流器出力端７１に
達する。反転信号経路２７２は、抵抗器２７６及
び10kΩ抵抗器２８６を通つて演算増幅器２８８
の反転入力端に達する。増幅器２８８の非反転入
力端は接地される。増幅器２８８の出力端及び反
転入力端間には10kΩ帰還抵抗器２９０が接続さ
れる。増幅器２８８の出力端は、更に10kΩ抵抗
器２９２を介して整流器出力線７１に接続され
る。抵抗器２９２は、反転信号経路２７２を通る
信号が非反転信号経路２７４を通る信号と等しい
相対大きさを有するように増幅器２８８を通る経
路の利得を減少させる。整流器６９の出力７１
は、中央タツプ５４のタツチ電流信号に対応した
直流電流となる。 第３図、第４図、及び第５図を参照するに、整
流器６９の出力は積分器７４内のスイツチ７２に
入力される。スイツチ７４は、例えばCD4053マ
ルチプレクサであり、その１番ピンは100Ω抵抗
器２９０を介して接地される。スイツチ７２へ信
号線１０２を介して論理０のホールド信号が印加
されると、スイツチ７２は閉成されて整流器出力
が積分コンデンサ７５に入力される。整流器出力
は、ホールド信号のパルス幅によつて決まる長さ
の積分時間だけ積分される。典型的な積分コンデ
ンサ７５は積分増幅器７６の反転入力端からその
出力端に接続された0.033μFのコンデンサである。
増幅器７６の非反転入力端は接地される。スイツ
チ７７も、コンデンサ７５に並列接続される
CD4053マルチプレクサから成り、このマルチプ
レクサとコンデンサ７５の増幅器出力側との間に
100Ω抵抗器２９２が接続される。ゼロ信号線７
８上に論理１信号（ホールド信号の発生及び積分
開始の直前に発生する）に応じてスイツチ７７は
閉成され積分コンデンサ７５が放電される。
100Ω抵抗器２９２は最大放電電流を制限する。
積分器７４の出力は、中央タツプ５４に発生した
タツチ電流を積分したアナログ信号に対応する正
または負のアナログ電圧である。 積分器７４の出力８２はADC８４（第４図）
に送られる。 ADC８４は12ビツト出力を有するADC1211回
路で構成し得る。ADC８４に接続された抵抗及
びコンデンサの値は表１に示す。クロツク発生器
２９９は、ADC８４にクロツク信号を与える。
このADCクロツク周波数は、チヨツプ信号周波
数より高く、例えば200kHzである。 ADC８４の出力の８ビツトは、74C244ライン
ドライバ回路の如き第１ラインドライバ３００の
８つの入力端に入力される。ラインドライバ３０
０の対応する８つの出力は、参照番号３０２で総
称したμP８８の対応する入力端に入力される。
ADC出力の残りの４ビツトは、今１つの同様の
ラインドライバ３０４の４つの入力端に入力され
る。ラインドライバ３０４の対応する出力はμP
８８の入力端３０２のうちの４入力端に入力され
る。ドライバ３０４は、積分サイクルの完了及び
その積分結果のデジタル化の後にカウンタ回路９
８から“DONE”信号を受ける。このDONE信
号は、ドライバ３０４からμP８８の入力端３０
２の１つにも入力される。 これによつて、μP８８は積分及びデジタル化
処理の完了を監視することができる。 μP８８は、ドライバ３００からデータを得よ
うとするとき、M2出力線３０５に論理０信号を
出力する。この信号はインバータ３０６で反転さ
れドライバ３００に印加される。ドライバ３０４
からデータを得ようとするときは、μP８８はM2
出力線に論理１を出力する。 第４図に示すように、カウンタ回路９８の一例
は、CMOS・CD4040ステージ・リツプル・キヤ
リー２進カウンタ／ドライバの如き２進カウンタ
３１０、及びこれと図示のように相互接続された
４個のJKフリツプフロツプ（FF）３１２，３１
４，３１６，３１８を有する。カウンタ回路９８
は、更に、CMOSマルチプレクサを可とする積
分タイミング制御切替回路３２０を含む。この切
替回路３２０は、μP８８からの信号線１０６上
に積分タイミング信号を受けて、カウンタ３１０
のピン１〜６及び１２〜１５のいずれが相互接続
されるかを制御する。信号線１０６は、典型的に
は、μP８８から切替回路３２０へ制御信号を転
送する複数ワイヤーのケーブルから成る。これに
よつて、信号線１０２上のホールド信号の時間幅
及び積分時間が制御される。 １回の積分サイクルを実行するには、μP８８
が信号線１００上に正のスタート信号（第５図参
照）を発生する。このスタート信号はFF３１２
のセツトＳ入力端に印加され、直ちにそのＱ出力
を論理１にする。このＱ出力は信号線７８上にゼ
ロ信号として現われる。第３図を参照して上述し
たように、このゼロ信号は積分器７４内の放電ス
イツチ７７を閉成し、積分動作の直前に積分コン
デンサ７５を放電する。 同時に、FF３１２の論理０出力FF３１４の
クロツク入力端に印加される。スタート信号の終
了後のチヨツプ信号の最初の立上り縁で、FF３
１２はそのＱ出力の状態を変え、ゼロ信号は論理
０レベルに戻る。これによつて、スイツチ７７が
開放され、積分コンデンサ７５が積分状態にな
る。この状態変化に伴い、FF３１２の出力は
正になり、この立上り信号がFF３１４のクロツ
ク入力端に印加される。この信号に従つて、FF
３１４のＱ出力は論理０に落ち、信号線１０２上
にホールド信号として出力される。ホールド信号
が低の間、スイツチ７２は閉成されたままであ
り、積分器７４が整流器６９からの出力信号を積
分する。 この積分動作は、カンウンタ３１０が切替回路
３２０で選択された積分時間に対応するチヨツプ
サイクル数を計数し終わるまで続く。計数が終了
すると、切替回路３２０からの信号線３２２、即
ちFF３１６のＪ入力端に論理1Qo信号が現われ
る。 チヨツプ信号の次の立上り縁で、FF３１６の
Ｑ出力が論理０になり、ADC８４の入力端に
印加される。これによつて、積分コンデンサ７５
に記憶された電圧信号のアナログデジタル変換が
開始される。 その後、ADC８４の出力が論理１になり、
この信号は反転器３２４により反転され、更に
FF３１８のクロツク入力端に印加される。アナ
ログデジタル変換終了時、信号が論理０にな
り、反転器３２４により立上りクロツク信号が
FF３１８に印加される。これによつて、FF３１
８のＱ出力端に正のDONE信号が出力され、μP
８８に対してアナログデジタル変換が終了しタこ
とを知らせる。μP８８は、DONE信号を検出す
ると、適当なドライバ出力端からデジタルタツチ
電流値を得る。 積分器７４からの負の値のデジタル化には、２
つ補数手法を用いる。デジタル化された値の符号
から、タツチ位置がどの象現にあるかが判る。例
えば、タツチ感応表面の中心を原点とするＸ−Ｙ
座標系では、負のＸタツチ電流は原点より左がタ
ツチされたことを示し、正のＸタツチ電流値は原
点より右がタツチされたことを示す。同様に、負
のＹタツチ電流値は原点より下がタツチされたこ
とを示し、正のＹタツチ電流値は原点より上がタ
ツチされたことを示す。 マルチプレクサ５２（第３図）をμP８８によ
り各状態に切替えながら、積分サイクルが繰返さ
れ、順次デジタル化された第１（Ｘ）、第２（Ｙ）
電流値及びインピーダンス電流値が得られる。 タツチ電流処理 第７図、第８図及び第９図は、第１図の実施例
に用いられるタツチパネル走査の好適な順序動作
及びμP８８によるデジタルタツチ電流値の処理
法を示す流れ図である。 第７図の走査手順３４４は、式(a)〜(e)について
上述した第１、第２及びインピーダンスタツタ電
流を発生させる走査手順に対応する。 まず、走査手順は、スタートブロツク３４６で
始まり、ブロツク３４８に進む。ブロツク３４８
では、積分サンプル数Ｎが初期値１にセツトされ
る。次にブロツク３５０に進む。この走査手順で
は、ブロツク３５０でＮの最大値Nnaxを定める。 Nnaxは、選択できる変数であり、１つのタツ
チ位置算出のために平均化される第１、第２、イ
ンピーダンスタツチ位置の数に対応する。よつ
て、Nnaxは、このタツチ位置算出のための０，
１，２状態間に切替￥られるマルチプレクササイ
クルの回数に対応する。例えば、Nnaxは３にセ
ツトされる。次のブロツク３５２では、M0制御
信号が論理１、M1制御信号が論理１または０（ド
ントケア）にセツトされる。これは、２状態即
ち、インピーダンスタツチ電流決定状態である。
この状態では、交流電圧信号（即ち、SIG＋出力
４８）がタツチ感応表面の所定の接点に同時に印
加されると共にSIG−出力５０がCZに印加され
る。次のブロツク３５４では、μP８８が信号線
１０６上に出力を発生し、切替回路３２０を制御
して積分時間を選択する。即ち、ホールド信号の
時間幅が選定される。 次のブロツク３５６では、インピーダンスタツ
チ電流決定のためにパネルが駆動される。これに
より発生したデジタルインピーダンスタツチ電流
信号izoはブロツク３５８でμP８８に転送される。
次のブロツク３６０ではインピーダンスタツチ電
流信号が所望のレベルにあるかどうが判定され
る。 典型的な場合、正確なタツチ電流決定のために
はデジタルインピーダンスタツチ電流信号は最小
レベルより大であることが望まれる。更に、この
デジタルタツチ電流信号は、ADC８４で変換可
能な最大値の如き最大レベルより小さいことが望
まれる。 広範囲のインピーダンスタツチ電流に対処する
ため、即ち、手袋をはめたり外したりする利用者
によつてタツチされる等の広範囲の異なる条件下
で装置の動作を可能にするため、μP８８は自動
利得調整を行う。ブロツク３６０でデジタルイン
ピーダンスタツチ電流が所望範囲内にないとき、
次のブロツク３６２でデジタルインピーダンスタ
ツチ電流を所望範囲内または最小値より大にする
ために適切な方向に利得設定（積分時間の設定に
対応）をインクリメントすることができるかどう
かが判定される。例えば、デジタル値を減少させ
るには、積分時間が短縮される。逆に、デジタル
値を増加させるには、積分時間が延長される。ブ
ロツク３６２での判定がYESであれば、ブロツ
ク３６４に進み、利得設定がインクリメントされ
る。この後、再びブロツク３５６に進み、サイク
ルが続行される。ブロツク３６０で、インピーダ
ンスタツチ電流が最小値より大または所望範囲内
にあると判定されたら、あるいはインピーダンス
タツチ電流が所望範囲内に入るよう利得制定をイ
ンクリメントすることがそれ以上不可能になつた
ら、ブロツク３６５に進む。ブロツク３６５で
は、インピーダンスタツチ電流のｎ番目のサンプ
ルに対する設定利得Gnが記憶される。更に、次
のブロツク３６６で、デジタルインピーダンスタ
ツチ電流値izoが記憶される。 その後、ブロツク３６８で、M0信号が論理０
にセツトされ、M1信号が論理にセツトされる。
これによつて、マルチプレクサ５２は１状態、即
ちＹタツチ電流決定状態になる。そこで、タツチ
感応表面１８上のＹ方向に交流電圧勾配を形成す
ることにより第２（Ｙ）電流決定のためのタツチ
パネル駆動が行われる（ブロツク３７０）。これ
により発生したデジタルiyoタツチ電流値はμP８
８に転送され（ブロツク３７２）、記憶される
（ブロツク３７４）。 マルチプレクサ５２は、ブロツク３７６で、
M0及びM1制御信号の両方を論理０にすることに
より０状態、即ちＸタツチ電流決定状態になる。
次のブロツク３７８では、タツチ感応表面１８上
で第１（Ｘ）方向に交流電圧勾配を形成すること
により第１タツチ電流ixo決定のためのパネル駆
動が行われる。 その結果発生するデジタルixoタツチ電流値は
μP８８に転送され（ブロツク３８０）、記憶され
る（ブロツク３８２）。次のブロツク３８４では、
そのサンプルＮがＮの最大値Nnaxに等しいかど
うかが判断される。判断結果がNOであれば、Ｎ
はブロツク３８６で１だけインクリメントされ、
ブロツク３５２に戻る。ブロツク３８４での判断
結果がYESであれば、或るタツチ位置の算出に
利用されるNnax個の全サンプルが得られたこと
になり、ブロツク３８６で走査手順が終了する。 タツチ位置の決定については第８図のタツチ位
置決定手順４００を参照して以下に説明する。第
７図の走査手順３４４はこのタツチ位置決定手順
４００内に含まれる。開始ブロツク４０１に続い
て、ブロツク４０２でタツチパネルが較正され
る。 このブロツクでは、タツチ感応表面１８の非タ
ツチ時に中央タツプ５４のタツチ電流を０にする
よう零化回路１０８を調整する。更に、タツチパ
ネルの既知の位置、例えばタツチ感応表面の４隅
にタツチする。これらの既知の位置をタツチし
て、以下に続くような走査手順３４４を用いてタ
ツチ電流情報を得ると、上記式(a)〜(e)内の定数が
決定される。 次にブロツク４０４で、幾つかの初期条件が設
定される。具体的には、エラー信号Ｅが０にセツ
トされ、エラーの最大数Enaxが定められ、最大ノ
イズレベルMAXNOISEが設定され、計数値Ｌが
０にセツトされ、閾値が設定される。このブロツ
ク４０４から上述した走査手順３４４に進み、次
にブロツク４０６でサンプル数Ｎを１にリセツト
する。 次のブロツク４０８では、後に閾値と比較する
ための正規化したインピーダンスタツチ電流izo
が算出される。即ち、閾値との適正な比較が行え
るように、デジタル化された値izoは、この値を
得るために用いた利得設定に対して正規化され
る。 この計算式は次のとおりである。 正規化izo＝izo〔gs（最大利得−利得）〕 この式で、gsは利得ステツプ設定、即ち第４図
の切替回路３２０の設定に等しく、“最大利得”
は最大の利得設定であり、“利得”は前に記憶さ
れた利得Gnである。この計算後、ブロツク４１
０で正規化インピーダンスタツチ電流izoがブロ
ツク４０４で設定された閾値より小さいかどうか
判断される。結果がYESであれば、タツチパネ
ルは現在タツチされていないと判断される。タツ
チされていなければ、この手順はブロツク４１２
で終了する。 前記ブロツク４１０で、正規化izoの値が閾値
と等しいかまたは閾値より大であると仮定する。 このことは、タツチ感応表面上のどこかでパネ
ルがタツチされていることを意味する。 次のブロツク４１８では、図示のような計算が
行われる。加算値Ｙ／Ｚ及びＸ／Ｚは利得設定の
影響を受けないので、これらの計算においては、
デジタルタツチ電流値を正規化する必要はない。
これらの計算後、ブロツク４２０でサンプル数Ｎ
がNnaxになつたかどうか判断される。結果がNO
であれば、ブロツク４２２でＮが１だけインクリ
メントされ、サイクルがブロツク４０８に戻る。
最終的に、全Nnaxサンプルが処理されると判断
ブロツク４２４に達する。 ブロツク４２４では、Ｘタツチ電流値及びＹタ
ツチ電流値に有意な変化があつたかどうかが判断
される。結果がYESであれば、このことは、利
用者が正確なタツチ位置決定に足るだけタツチ位
置を一定に維持していないことを意味する。具体
的には、ブロツク４２４において、最大Ｙ／Ｚ値
と最小Ｙ／Ｚ値の差が最大ノイズ設定値
MAXNOISEより大であれば、不安定なタツチが
なされていることになる。同様に、最大Ｘ／Ｚ値
と最小Ｘ／Ｚ値の差がMAXNOISEを超える場合
も、不安定なタツチがなされていることになる。
MAXNOISEを超える場合、ブロツク４２６に進
み、エラー値Ｅが１だけインクリメントされる。
次の判断ブロツク４２８で、Ｅが許容されるエラ
ーの最大値Enaxより大きいかどうかが判断され
る。Enaxより大であれば、ブロツク４３０でエラ
ーメツセージを出してこの手順を終了する。この
エラーメツセージによつて、例えば不安定なタツ
チによりタツチ位置が正確に決定されない旨を利
用者に伝えることができる。ブロツク４２８でＥ
がEnax以下のとき、走査手順ブロツク３４４に戻
り、走査が継続される。 前記判断ブロツク４２４で、不安定なタツチは
行われていないとすると、この場合、ブロツク４
３２に進み、平均YL／ZL値、平均YL／ZL値及び
平均ZL値が記憶される。また、次のブロツク４３
４では、タツチ位置の決定がなされたことに対応
してTOECHLが真にセツトされる。 第８図の処理で得られた情報は種々の用途に利
用できる。第９図はその一応用例の手順を示す。 第８図のブロツク４３４に続いて、ブロツク４
３６で計数値Ｌが１だけインクリメントされ、ブ
ロツク４３８でＬが１より大きいかどうかが判断
される。Ｌが１より大でなければ、ブロツク４３
９でＥが０にリセツトされ、ブロツク４００内の
走査手順ブロツク３４４に戻る。判断ブロツク４
３８で結果がYESであれば、タツチ感応表面が
最初にタツチされた時点から少なくとも２回タツ
チ位置が決定されたことになる。より一層正確な
タツチ位置決定を行うためには、新たな平均
YL／ZL値、平均XL／ZL値及び平均ZL値が求めら
れる。平均化される各ZL値は正規化されている。
その結果、Ｘ及びＹタツチ位置の変化を伴わない
ZL決定値の変動が検出され、後述する如く利用さ
れる。即ち、ブロツク４４０では、タツチ位置の
より正確な決定のために、タツチ位置及び他のデ
ータの決定に用いられる情報が更新される。この
手順はブロツク４４０からブロツク４３９に直接
移行して走査を継続してもよい。また、ブロツク
４４０から第３軸オプシヨン４４２を通つてブロ
ツク４３９に移行するようにしてもよい。 タツチがあつたことを示すTOUCHLが真にセ
ツトされた（ブロツク４３４）後、第８図のブロ
ツク４１０に再び到達したとき、正規化izoが閾
値より小さいと判定された場合を考える。この場
合、プログラムはブロツク４１２で終了する代り
に、ブロツク４４３（第９図）に進む。このと
き、パネルは解放されているので、ブロツク４４
４に進む。その後、パネル解放前のタツチ位置の
座標がブロツク４４０で求められた平均値から算
出される。上述した式(a)〜(e)はこのために用いる
ことができる。このように、この応用例では、タ
ツチ位置情報は、パネルが最初にタツチされてか
ら解放されるまでの間、平均化される。ブロツク
４４３で前のTOUCHが真でない場合、パネルは
タツチされておらず、終了ブロツク４５０に達す
る。 決定されたＸ及びＹ座標は利用者のコンピユー
タ９２によつて利用される。例えば、或る特定の
位置へのタツチに応じて或るサブルーチンが呼ば
れる。また、以上の説明から明らかなように、タ
ツチ感応表面上を指がスライドする間も連続的に
タツチ位置を検出して、コンピユータ９２がこの
データを利用することにより例えば表示端末１４
上に絵を描くこともできる。更に、上述した手順
に、式(f)〜（ｍ）を計算に用いてもよい。この場
合、適切なタツチ電流値を発生させるように走査
手順３４４が変更される。結局、本発明は上記処
理手順に限定されるものではない。 第９図の第３軸オプシヨンの一例を参照する
に、第１ブロツク４６０では定数Ay，Ax，Azが
定められる。次のブロツク４６２では、Ｘ及びＹ
位置が実質的に変化していないかどうかが判断さ
れる。 この判断は、新たなＹ／Ｚ決定値と直前のＹ／
Ｚ決定値との差をAy値と比較し、かつ新たな
Ｘ／Ｚ決定値と直前のＸ／Ｚ敬低値との差をAx
値と比較することによつて行われる。両差が設定
されたAx，Ay許容内に入らないとき、Ｘ，Ｙ座
標は変化したことになる。この場合、ブロツク４
６２から直接ブロツク４３９に移行し、手順が継
続される。Ｘ、Ｙ座標値が実質的に変化しなけれ
ば、判断ブロツク４６４に移行する。このブロツ
ク４６４では、新たな平均ZL値と直前の平均ZL値
がAzより大であるかどうかが判断される。この
結果がNOであれば、このことは、タツチ感応表
面上で同一位置をタツチしている利用者のタツチ
の仕方が変わつていないことを示す。この場合、
ブロツク４６４からブロツク４３９に直接移行す
る。これに対し、ブロツク４６４で、Ｘ、Ｙ位置
が実質的に同一でありながら、平均インピーダン
スタツチ電流ZLが有意に変化した場合、ブロツク
４６４のYES分岐が選択され、この平均インピ
ーダンスタツチ電流値ZLが利用された後、ブロツ
ク４３９で手続が続行される。 具体例として、利用者の指がタツチ感応表面上
の或る位置にタツチしている間に、押圧力を増し
たとき、平均インピーダンスタツチ電流ZLが変化
する。コンピユータ９２は、この変化を検出する
と、付加的なサブルーチンを呼ぶことができる。
例えば、或る位置のタツチによつて表示端末１４
の表示部分をまず拡大し、次に、同一位置を更に
強くタツチされると同表示部分を拡大させるよう
にできる。インピーダンスタツチ電流情報には、
利用者の要望に応じて他に種々の応用例が考えら
れる。インピーダンスタツチ電流ZLの変化は、
XL、YLの値が変化する場合にも判定するように
してもよい。
本発明のタツチパネル装置では、変圧器の１次
巻線に信号源からの交流電圧信号をパネル走査信
号として供給し、２次線の第１及び第２出力端子
をタツチ感応表面の選択した辺に接続し、第１及
び第２出力端の略中点の中央タツプからタツチ電
流を得るようにしたので、タツチ感応表面を駆動
する電流と、信号源の出力する電流とが隔離され
る。その結果、中央タツプに現れる電流のみがタ
ツチ電流となり、タツチ電流からパネル走査信号
を減算する必要がなく、回路の複雑さを解消でき
る。
巻線に信号源からの交流電圧信号をパネル走査信
号として供給し、２次線の第１及び第２出力端子
をタツチ感応表面の選択した辺に接続し、第１及
び第２出力端の略中点の中央タツプからタツチ電
流を得るようにしたので、タツチ感応表面を駆動
する電流と、信号源の出力する電流とが隔離され
る。その結果、中央タツプに現れる電流のみがタ
ツチ電流となり、タツチ電流からパネル走査信号
を減算する必要がなく、回路の複雑さを解消でき
る。
第１図は、本発明によるタツチパネル装置の一
実施例のブロツク図、第２図は、第１図のタツチ
パネルの拡大正面図、第３図は第３Ａ図、第３Ｂ
及び第３Ｃ図の各構成を組合わして示す全体図、
第３Ａ図、第３Ｂ図及び第３Ｃ図は夫々第１図の
実施例の各部の詳細回路図、第４図は第１図の実
施例の他の部分の詳細回路図、第５図は第３図及
び第４図の回路のタイミング図、第６図は、第１
図実施例のタツチ感応表面への走査信号印加の代
替例を示す図、第７図は、第１図のμP８８の実
行するタツチパネル走査手順の流れ図、第８図は
第８Ａ図及び第８Ｂ図の流れ図を組合わして示す
全体図、第８Ａ図及び第８Ｂ図はμP８８の実行
するタツチ位置決定手順の流れ図、第９図は、タ
ツチ位置決定値を平均化し、且つＸ、Ｙタツチ電
流の変化を伴わないインピーダンスタツチ電流の
変化を判定する付加的な手順の流れ図、第１０図
は変圧器４４に代る手段の回路図である。 図中、１６はタツチパネル、１８はタツチ感応
表面、３０は信号源、４４は変圧器（パネル駆動
信号発生手段及び検出手段）、５２はマルチプレ
クサ（切替手段）、５６はパネル出力信号処理手
段である。
実施例のブロツク図、第２図は、第１図のタツチ
パネルの拡大正面図、第３図は第３Ａ図、第３Ｂ
及び第３Ｃ図の各構成を組合わして示す全体図、
第３Ａ図、第３Ｂ図及び第３Ｃ図は夫々第１図の
実施例の各部の詳細回路図、第４図は第１図の実
施例の他の部分の詳細回路図、第５図は第３図及
び第４図の回路のタイミング図、第６図は、第１
図実施例のタツチ感応表面への走査信号印加の代
替例を示す図、第７図は、第１図のμP８８の実
行するタツチパネル走査手順の流れ図、第８図は
第８Ａ図及び第８Ｂ図の流れ図を組合わして示す
全体図、第８Ａ図及び第８Ｂ図はμP８８の実行
するタツチ位置決定手順の流れ図、第９図は、タ
ツチ位置決定値を平均化し、且つＸ、Ｙタツチ電
流の変化を伴わないインピーダンスタツチ電流の
変化を判定する付加的な手順の流れ図、第１０図
は変圧器４４に代る手段の回路図である。 図中、１６はタツチパネル、１８はタツチ感応
表面、３０は信号源、４４は変圧器（パネル駆動
信号発生手段及び検出手段）、５２はマルチプレ
クサ（切替手段）、５６はパネル出力信号処理手
段である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 導電性のタツチ感応表面を有するタツチパネ
ルと、 交流電圧信号を発生する信号源と、 上記交流電圧信号が一端に供給され、他端が基
準電位に結合される１次巻線と、第１及び第２出
力端子並びに該第１及び第２出力端子の略中点に
中央タツプを有する２次巻線とを含む変圧器と、 該変圧器の上記２次巻線の上記第１及び第２出
力端子を上記タツチ感応表面の選択した辺に接続
する切換手段と、 上記変圧器の２次巻線の上記中央タツプから、
上記タツチ感応表面へのタツチにより流れるタツ
チ電流を受け取り、該タツチ電流から上記タツチ
感応表面上のタツチ位置を算出するパネル出力信
号処理手段と、 を具えたことを特徴とするタツチパネル装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/819,949 US4680429A (en) | 1986-01-15 | 1986-01-15 | Touch panel |
| US819949 | 1986-01-15 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62222328A JPS62222328A (ja) | 1987-09-30 |
| JPH0450607B2 true JPH0450607B2 (ja) | 1992-08-14 |
Family
ID=25229509
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61316105A Granted JPS62222328A (ja) | 1986-01-15 | 1986-12-27 | タッチパネル装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4680429A (ja) |
| EP (1) | EP0229713B1 (ja) |
| JP (1) | JPS62222328A (ja) |
| KR (1) | KR920000551B1 (ja) |
| DE (1) | DE3782948T2 (ja) |
Families Citing this family (212)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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