JPH0895701A - タッチパネル兼用透明デジタイザ - Google Patents

タッチパネル兼用透明デジタイザ

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JPH0895701A
JPH0895701A JP22266394A JP22266394A JPH0895701A JP H0895701 A JPH0895701 A JP H0895701A JP 22266394 A JP22266394 A JP 22266394A JP 22266394 A JP22266394 A JP 22266394A JP H0895701 A JPH0895701 A JP H0895701A
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JP
Japan
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pen
digitizer
tablet
signal
electrode lines
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JP22266394A
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Soji Hashimoto
壮司 橋本
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Pentel Co Ltd
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Pentel Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 目的に応じて精度を変化させて指或いは、ペ
ンにてタブレットにタッチした位置を検出し、夫々の座
標を出力する座標検出装置。 【構成】 X及びY座標軸に沿って配設された複数電極
線を有するタブレットと、該タブレットの電極線と容量
結合するペン先端部の2つの導体から平衡AC信号を送
出するペンを有するデジタイザであって、前記タブレッ
トのそれぞれの座標軸の電極線に結合されたアナログマ
ルチプレクサを交互に、2線づつ電極線を選択して、前
記ペン先端部の2つの導体と容量結合させて、デジタイ
ザにペンでタッチした位置検出をデジタイザとして行
う、更に発振回路から電極線に信号を印加し、指タッチ
位置をタッチパネルとして検出する。 【効果】 デジタイザ用の透明タブレットをタッチパネ
ルの入力媒体として兼用することにより高い透過率で安
定度の高いタッチパネルとデジタイザ機能を可能にし、
且つ安価に実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は目的に応じて精度を変化
させて指或いは、ペンにてタブレットにタッチした位置
を検出し、夫々の座標を出力する座標検出装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】透明デジタイザを液晶画面上に載せ、入
力インターフェースとして考えた場合、文字入力などの
イメージデータやポイント指定などの細部の入力に対し
ては高い分解能が要求されペン等の座標指示器が必要と
なる。しかしながら、座標入力装置にはこのような高分
解能を必要としない場合も多い。例えば画面に表示され
た内容についてユーザからの確認などを行う場合には、
領域としての座標信号を必要とするタッチパネルのよう
な分解能で十分である。また、ペンなどを持たずに指定
するほうが直接的であり、よりユーザフレンドリな入力
方法であるといえる。
【0003】
【発明が解決しようとする問題点】この解決手段として
デジタイザユニット上部にタッチパネルを設けることに
よってデジタイザとタッチパネルを組み合わせる方法が
考えられるが、従来のタッチパネルの抵抗シートの影響
により透過率が悪くなってしまったり、ガラス板面上に
均一な抵抗率を持つ透明膜上に同一電圧をかけ、静電容
量によって人体が触れた時に流れる電流をパネルの端の
4点で測定し位置検出するなどの方法があるが、信号が
抵抗膜によって遮蔽され抵抗式タッチパネルはデジタイ
ザと組み合わせることは不可能であった。これと同様に
格子状の抵抗膜がX/Y方向に配設してあるタブレット
において片側の電極にパルスを印加して電極線の終端の
信号により指の位置を検出する方法もあるが、下側の電
極線の走査時に上側電極が信号を遮蔽し、信号のS/N
比が悪く不安定であった。他の組み合わせ可能なタッチ
パネルとして光学式や、超音波式タッチパネルがあるが
価格的に高価になってしまっていた。
【0004】
【問題を解決するための手段】本発明は従来の問題に鑑
みなされたもので、X及びY電極軸に沿って配設された
複数の電極線を有するタブレットと、AC信号発生器
と、該AC信号発生器を前記複数のX方向電極線へ接続
するアナログマルチプレクサと、前記複数のY方向電極
線を順次セレクトするアナログマルチプレクサと、各マ
ルチプレクサの出力を印加する1KΩ以下の入力インピ
ーダンスの作動増幅器と、この増幅器の出力を検波する
回路と、検波よりの出力信号をA/D変換するADコン
バータと、この信号を読みとる制御部から構成される。
【0005】
【作用】透明デジタイザとして動作する場合はペンが発
振する信号を隣接する電極線2本毎に信号を順次入力
し、この2本の電極線から差動増幅入力した信号を基に
ペンの位置を検出する。ペンが電極線付近に存在する場
合、2本の電極線から入力される信号の差が大きい為、
該当電極線付近に大きな信号が得られる。この原理を利
用しX方向、Y方向について座標を得ることが出来る。
タッチパネルとして動作する場合は片側電極1本を発振
させ、他方の電極にて信号を順次入力する。電極線の交
点付近に疑似接地された指等が存在する場合、電気信号
が減少し、他の電極線信号入力時より低い信号が得られ
る。
【0006】
【実施例】以下、本発明の詳細を添付図面を参照し説明
する。始めに本発明に使用する回路図を図1の電気的ブ
ロック図により説明する。X、Y軸各電極線(X1〜X
n、Y1〜Ym)は独立して夫々アナログマルチプレク
サ3、4の各端子に接続されている。各電極線(X1〜
Xn、Y1〜Ym)とマルチプレクサ3、4間は1KΩ
の抵抗でGNDと接続されている。各アナログマルチプ
レクサ3、4は制御部9のポートに接続されており独立
して任意のアナログスイッチを設定できるようになって
いる。
【0007】このアナログマルチプレクサ3、4は任意
の電極線を選択する為用いられており、回路の接続方法
として全ての隣合う電極線(X1〜Xn、Y1〜Ym)
2本が同時に選択できるようになっているだけでなく、
独立して1本でも電極線が選択できるようになってい
る。(図2、図3参照)AC信号ペン2と同一の周波数
を発振する回路10がタッチパネル/デジタイザ切り替
え用アナログマルチプレクサ5に接続されている。タッ
チパネル/デジタイザ切り替え用アナログマルチプレク
サ5は各々の電極線に接続されているアナログマルチプ
レクサ3、4の一方(X側あるいはY側)だけに接続さ
れている。制御部9によってこのタッチパネル/デジタ
イザ切り替え用アナログマルチプレクサ5は発振回路1
0から一方のアナログマルチプレクサ3を介し電極線へ
信号の印加と、デジタイザ動作中の電極線が拾ったAC
信号ペン2からの信号の入力とを切り替える。
【0008】このアナログマルチプレクサ5は差動増幅
回路6に接続されており、入力された2つの信号の差分
を増幅しS/N比を向上している。差動増幅回路6の出
力信号はバンドパスフィルタ7によって必要な帯域の周
波数をのみ通過させ、不必要な信号を除去できるもの
で、この場合はAC信号ペン2の周波数に設定されてい
る。バンドパスフィルタを通過した信号は、AM検波さ
れることによって直流レベルに整形される。次に直流信
号をA/D変換器8によってその電圧値をデジタルな値
に変換され制御部9によって取り込まれる。
【0009】次に装置全体として、デジタイザ動作とタ
ッチパネル動作の選択について説明する。電源投入後本
装置はACペン2が送信している周波数をカウントし、
ACペン2の状態を検出する。そして(1)ACペン2
がタブレット1の付近にある場合デジタイザとして処理
を行う。(2)ACペン2がタブレット1上に無い場合
はタッチパネルとしての動作を繰り返す。(3)ACペ
ン2がタブレット1付近にある場合、デジタイザとして
機能している為、ACペン2を持つ手がタッチパネルに
触れた場合でも誤データを送信することもない。
【0010】次に、デジタイザ動作の概要について説明
する。X軸方向とY軸方向について位置の検出方法は略
同じ為、X軸方向についてのみ説明する。タッチパネル
/デジタイザ切り替え用アナログマルチプレクサ5を、
タブレット1の各電極線(X1〜Xn、Y1〜Ym)か
らの信号を夫々アナログマルチプレクサ3、4に切り替
え、このアナログマルチプレクサ3、4からの2本の信
号線が差動増幅器6に接続されるように切り替える。電
極線の番号を順番にX1,X2,X3,・・・,Xp,Xp+1,・・・,
Xnとすると電極線X1とX2、X2とX3、・・・、Xp-
1とXp、XpとXp+1、・・・,Xnと同時に2本の電極
線の信号を順次入力出来るようにアナログマルチプレク
サ3を選択する。
【0011】アナログマルチプレクサ3から入力された
信号は差動増幅回路によってコモンモードのノイズを打
ち消しS/N比を良くしている。ここで、ACペン2が
電極線付近に存在する場合はACペン2先端と電極線
(X1〜Xn)の距離により入力される信号差が発生す
る為、この差分を利用して位置検出を行う。ACペン2
が電極線Xp付近に存在する場合、電極線Xp-1とXp、
XpとXp+1、Xp-1とXp-2あるいは、Xp+1とXp+2を同
時にデコードした時、検出される3つの信号レベル比か
ら制御部9はペンの位置を算出する。
【0012】次にタッチパネル動作の概要を示す。タッ
チパネル/デジタイザ切り替え用アナログマルチプレク
サ5を、発振回路10からの信号を各電極線(X1〜X
n)に順次送信出来るように切り替える。発振回路10
からの信号は接続されている電極線へ信号を送信する。
Y軸側電極線(Y1〜Ym)から信号を発信しX軸側電
極(X1〜Xn)から信号を出力する場合を説明する。
一方の電極線に信号を発振している間に他方の電極線の
信号をアナログマルチプレクサ3からX1、X2、・・・、
Xp、Xp+1、・・・、XnとX側電極線から1電極線ずつ
入力を行う。電極線Yiから信号を送信させた場合、X
側の全電極線入力完了後送信電極線を次の電極線Yi+1
にし、同様に入力側電極線を1本目から順に選択してゆ
く。この処理を出力側電極線全てについて繰り返す。入
力された信号はデジタイザ動作時と同様の回路により増
幅されA/D変換後制御部9によって信号レベルを取り
込まれる。
【0013】タブレット1上に操作者の指等が無い場合
は、信号が印加された電極線と入力する電極線間の距離
が小さいため静電結合によって一定の信号が伝達される
が、印加されている電極線と入力する電極線の交点上に
疑似接地された指等が存在する場合は、両電極線間の交
差容量が人体等を介することにより減少し、伝達信号レ
ベルも低くなる。試作機での実測例では信号の減衰率は
20〜25%であった。このことから信号レベルが低
い、印加する電極線番号と入力電極線番号から疑似接地
された指等の位置が検出できるようになる。
【0014】制御部9にてタブレット1全面を走査し、
電圧レベルの低くなる位置の領域から中心点を算出す
る。算出した値は指定された分解能にてその値をタッチ
位置として座標を送信する。
【0015】
【発明の効果】 本発明は如上のような構成となしたの
で、デジタイザ用の透明タブレットをタッチパネルの入
力媒体として兼用することにより高い透過率で安定度の
高いタッチパネルとデジタイザ機能を可能にし、且つ安
価に実現できる。また、電極線間隔がデジタイザ機能を
満足するように配設してあるため、タッチパネルとして
信号を入力する場合、信号の変化を多くの電極線交差点
で検出出来るので信号変化位置の重心をプログラムによ
り検出し、任意の分解能で位置検出をすることができ
る。このことにより透明デジタイザに適した電極線パタ
ーンにてタッチパネル機能が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 装置全体の電気的ブロック図
【図2】 アナログマルチプレクサ切り換え回路図
【図3】 アナログマルチプレクサと電極線との回路
【符号の説明】
1 タブレット 2 AC信号ペン 3 アナログマルチプレクサ 4 アナログマルチプレクサ 5 タッチパネル/デジタイザ切り換えアナログマルチ
プレクサ 6 差動増幅器 7 バンドパスフィルタ 8 アナログ/デジタル変換器 9 制御部 10 発振回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 X及びY座標軸に沿って配設されたそれ
    ぞれ複数の電極線を有するタブレットと、該タブレット
    の少なくとも一方の座標軸の電極線と結合するそれぞれ
    のアナログマルチプレクサと、該アナログマルチプレク
    サを介して発振信号を前記電極線に順次印加すると共
    に、タブレットに指でタッチした位置の検出を行うこと
    を特徴としたタッチパネル兼用透明デジタイザ。
  2. 【請求項2】 X及びY座標軸に沿って配設された複数
    電極線を有するタブレットと、該タブレットの電極線と
    容量結合するペン先端部の2つの導体から平衡AC信号
    を送出するペンを有するデジタイザであって、前記タブ
    レットのそれぞれの座標軸の電極線に結合されたアナロ
    グマルチプレクサを交互に、2線づつ電極線を選択し
    て、前記ペン先端部の2つの導体と容量結合させて、デ
    ジタイザにペンでタッチした位置検出をデジタイザとし
    て行うことを特徴としたタッチパネル兼用透明デジタイ
    ザ。
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