JPS60181913A

JPS60181913A - 座標検出装置

Info

Publication number: JPS60181913A
Application number: JP59037914A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Yoshikawa; 吉川　和生; Hisashi Yamaguchi; 久山口; Toru Asano; 徹浅野; Hideaki Takizawa; 滝沢　英明; Shizuhito Ando; 安藤　倭士
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1984-02-29
Filing date: 1984-02-29
Publication date: 1985-09-17
Also published as: JPH0115085B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（１）発明の技術分野本発明は座標検出装置に係り、特に抵抗膜を設けた基板
とそれに付加されるインピーダンスとを有し、該インピ
ーダンスによって指示される座標値を検出する座標検出
装置に関する。

（２）技術の背景オフィスオートメーションなどの発達により。

コンピュータに図や文字などを入力、処理することが盛
んに行われている。図や文字などの入力装置としてはキ
ーボードが代表的であるが、そのほか特定のボード上で
指やペンなどによって位置を指定し、その座標を入力す
ることによって図又は文字などの入力を行う座標入力装
置がある。

（３）従来技術と問題点上記のような座標入力装置の一方式としては。

ボード上に多数のセンサを格子状に配置し、指やペンな
どによって指示し該位置のセンサからの信号によってそ
の座標をめるという方式のものがある。しかし、このよ
うな方式のものは座標の入力精度が配置されるセンサの
密度によって決定されてしまうため、高精度の座標入力
が難しいという問題点があった。

座標入力装置の他の一方式としては、入力ボードとして
抵抗膜を用い、抵抗膜両端よりインピーダンス接続点（
指又はペンなどの接触点）へ電流を流し、その電流比か
ら接続点の座標をめるという方式がある。このような方
式の原理を第１図に示す。材質が均一な抵抗膜ｌの左端
子２には。

電流計測器９を介して電源８の片側の端子５が接続され
る。抵抗膜１の右端子３には、電流計測器１０を介して
同じく電源８の片側の端子５が接続される。電源８の他
方の端子はアース７に接地される。電流計測器９の出力
はＡＤ変換器１１に接続され、電流計測器１０の出力は
ＡＤ変換器１２に接続される。ＡＤ変換器１１及び１２
の出力は制御装置１３に接続される。そして抵抗膜１上
の任意の位置４を片側がアース７に接地された指や指示
ペンなどのインピーダンス７によって指示する。これに
よって抵抗膜１において左端の座標が０、右端の座標が
１である抵抗膜上の任意の位置４の座標Ｘ（０≦Ｘ≦１
）が指示される。

このような状態で端子２と４の間の抵抗値をＲ８，端子
３と４の間の抵抗値をＲ１−８とする。また端子２から
４に流れる電流をＩＸ、端子３から４に流れる電流をＴ
　Ｉ−Ｘとする。この時、均一な材質でできている抵抗
膜の抵抗値は抵抗の長さに比例するので指示点４の座標
Ｘは。

Ｘ　＝　Ｒｘ／　（Ｒｘ＋Ｒ７−ｘ）　−−−・（ｔ）
によって与えられる。また抵抗値′Ｒｘによる電圧降下
と抵抗値Ｒ１−８による電圧降下は等しいので。

Ｒｘ１ｘ　＝　Ｒ，、Ｉ、Ｘ　・・・・・−（２１なる
関係が成立する。（１１式及び（２）式より。

Ｘ−１１−Ｘ／　（Ｉ　ｘ　＋　１　＋−ｘ）　・・・
・（３）となる。すなわち指示点４の座標Ｘは、端子２
と４の間に流れる電流ｌｘと、端子３と４の間に流れる
電流■２．うが分かればめることができる。従ってこれ
らの電流■８及びＩ　＋−８を、電流測定器９及び工０
で電圧値として検出し、ＡＤ変換器１１及び１２によっ
てそれぞれディジタル値に変換した後、制御装置１３に
よって前記（３）式を計算することによって、座標Ｘを
ディジクル値としてめることができる。

このような従来方式によれば抵抗膜１上の任意の位置の
座標Ｘ（左端の座標を０．右端の座標を１としてその間
の値）を、ディジタル値としてめることができる。しか
し、電流を計測するための電流計測器９及びｌＯとして
電流を電圧に変換するためのオペアンプなどが必要であ
り、またＸの値を精度良くめるために量子化精度の高い
ＡＤ変換器１１及び１２が必要であり、それによって回
路が複雑になりコストが高（つくという問題点があった
。

上記のような問題点を解決する技術として、既に出願し
た「座標検出装置」がある。これは第２図に示すように
（詳細な原理については後述する）抵抗膜の両端にバッ
ファ回路を付加することにより、該抵抗膜の片端から見
た等価インピーダンスと指示点の座標とが特定の関数関
係になることを利用して、前記等価インピーダンスの値
を検出し前記指示点の座標を検出するものである。この
方式によれば簡単な回路構成により、高精度な座標検出
を行うことが可能となる。しかし、同方式は座標指示用
のインピーダンスの値があらかじめ一定である場合には
非常に有効であるが、該インピーダンスが不確定な場合
は座標検出ができない。

例えば座標指示に指タッチを用いインピーダンスとして
人体容量を用いる場合、その容量が人や場所により変動
する（５０ｐＦ〜１５０ｐＦ）するため、上記方式を直
接用いることばできないという問題点があった。

（４）発明の目的本発明は上記問題点を除くために、前記等価インピーダ
ンスからの座標検出の原理に基づき、抵抗膜の両端から
見た等価インピーダンスを比較し。

さらにそれら等価インピーダンスを複数回にわたって測
定し平均することにより、不確定な値を持つインピーダ
ンスによる座標指示を可能とし、同時に角状抵抗膜の四
端辺にそれぞれ個別のスイッチ手段を設けることにより
、２次元座標の検出を可能とする座標検出装置を提供す
ることを目的とする。

（５）発明の構成上記目的は本発明によれば、基板上に抵抗膜を配置した
座標入カバネルと、該抵抗膜上の一点を指示する座標指
示手段と、前記抵抗膜の両端に接続され該両端の電位を
一定の関係に保つバッファ回路と、前記抵抗膜の両端と
該バッファ回路の両端とを交互に切り換え接続する切り
換え手段と。

前記バッファ回路の一端に接続され該一端と座標指示手
段のアースとの間のインピーダンスを前記切り換え手段
によって切り換えられた各場合にっいて検出する検出手
段と、該検出手段の出力値を用いて前記座標指示手段に
よって指示された前記座標入カバネル上の座標位置を計
算する演算手段とを有することを特徴とする座標検出装
置を提供することにある。

（６）発明の実施例以下本発明の実施例について詳細に説明を行う。

第２図は本発明を実施する場合に基本となる等価インピ
ーダンスからの座標検出の原理を説明するための図であ
る。抵抗膜１は第１図で説明した従来例の場合と同じも
のであり２片側がアース１７に接地されたインピーダン
スｚｏ（指示ペンに相当）によって指示点４を指示し、
その座標Ｘを検出するようになっている。この場合も抵
抗膜１の左端子２の座標が０．右端子３の座標が１であ
り、指示点４の座標Ｘは、０≦Ｘ≦１の値をとる。

本原理が第１図の従来例と異なる点は、抵抗膜１の両端
子は第１図の従来例のように電源に接続されているので
はないという点である。その代りに端子１４が端子２に
接続されると共にオペアンプ１５を介して端子３に接続
されている。すなわち端子１４はオペアンプ１５の非反
転入力に接続され、オペアンプ１５の出力は端子３に接
続される。またオペアンプ１５の出力はオペアンプ１５
自身の反転入力にも接続されている。

以上のような構成の回路において、オペアンプ１５はボ
ルテージフォロアの動作をするバッファ回路となってい
る。すなわち原理の特徴は抵抗膜１の端子２及び３がバ
ッファ回路によって接続されている点である。このよう
な構成によって端子２及び３のアース１７に対する電位
は等しくなり。

かつオペアンプ１５の入力インピーダンスは無限大と考
えることができるので、端子１４の電流には端子３から
指示点４へ流れる電流は含まれないという特性になる。

換言すれば、端子３から指示点４へ流れる電流はオペア
ンプ１５から独自に供給されるので、端子１・４を流れ
る電流は端子２から指示点４へ流れる電流そのものにな
っている。

いま、端子２および３の部分のアース１７に対する電位
を■、指示点４の部分のアース１７に対する電位をＶａ
とする。また端子２と４の間の抵抗値及び端子３と４の
間の抵抗値を第１図の場合と同様にそれぞれＲｘ及びＲ
＋−ｘとする。そして端子１４とアース１７の間のＺｏ
、Ｒｘ及びＲ１−８を合成した等価的なインピーダンス
をＺとする。本原理は座標ＸがこのインピーダンスＺの
関数になるということを利用するものである。以下、こ
のインピーダンスＺを計算してみる。

まず、インピーダンスＺｏに流れる電流Ｖａ／Ｚｏは、
指示点４を介してＲｘに流れる電流（■Ｖ　ａ　）　Ｒ
ｘと＋　Ｒ１−Ｘに流れる電流（Ｖ−Ｖａ）／　Ｒ＋−
ｘの和となる。すなわち。

（Ｖ　Ｖ　ａ　）　（（１／　Ｒｘ　）→−（１／Ｒ，
−、））−（Ｖ　ａ　／　Ｚ　ａ　）　・・・・・・（
４）となる。ところが実際には前記した理由で１等価イ
ンピーダンスＺに流れる電流Ｖ／Ｚは、ＲＸに流れる電
流（ＶＶａ）／Ｒｘに辱しくなる。すなわち。

Ｖ／Ｚ　−（Ｖ　Ｖａ）　／Ｒｘ　・・・１５１となる
。（４）式及び（５）式から■及びＶａを消去してＺを
めると。

Ｚ＝Ｒｘ　＋Ｚｏ　・　（（Ｒｘ　＋Ｒ＋−ｘ）／Ｒ＋
−ｘ））・・・・・（６）となる。ここでＲＸ　＋ＲＩ−ＸがインピーダンスＺＯ
の大きさ１Ｚｎｌに比べて充分に小さくなるようにＲＸ
、Ｒ，、及びＺｏを設定すれば、（６）式は近憤的に。

Ｚ＃Ｚ　ｏ　・（（Ｒｘ　＋Ｒ＋−ｘ）　／Ｒ＋−ｘ）
’　・１７１とすることができる。ここで抵抗膜１は第
１図の従来例と同じなので前記（１）式（従来例）を変
形して。

Ｒ，、＝　（（１−Ｘ）／Ｘ）ＲＸ　・　・　・　・（
８）となる。（８）式を（７）式に代入して等号で結び
Ｘをめると。

Ｘ　−１−（Ｚｏ／Ｚ）　・・・・・・・（９）となる
。（９）式を見て分かるように、第２図のような構成に
することによって、指示点４の座標Ｘは端子１４とアー
ス１７の間の等価インピーダンスＺと反比例の関係にな
っている。従ってこの等価インピーダンスＺ及びインピ
ーダンスＺａの値を測定し、（９）式を計算すれば座標
Ｘの値を計算することができる。

以上本原理をまとめれば、抵抗膜１の両端子をボルテー
ジフォロワによるバッファ回路で接続し。

抵抗膜１の抵抗値が指示点を指示するための指示ペンの
インピーダンスＺａの大きさに比べて十分小さくなるよ
うに設定する。そしてインピーダンスＺｏをあらかじめ
測定しておき、端子１４とアース１７の間の等価インピ
ーダンスＺを適当な測定手段によって測定する。こうし
てまった２及びＺｏを用いて（９）式を計算することに
よって指示点４の座標Ｘを検出することができる。

第２図のような構成における上記インピーダンスの具体
例として、インピーダンスＺｏが容量である場合につい
て考えてみる。今、その容量をＣｏとすると。

Ｚｏ　−１／ｊωＣｏ　・・′・・・・　（１０）とな
る。ただし、ｊは複素量を表わす記号、ωは容量に付加
される信号の角周波数である。（ｌＯ）式を（７）式に
代入し等号で結ふと。

Ｚ＝１／ｊω［Ｃｏ　（Ｒ１−Ｘ／　（Ｒｘ　＋Ｒ１−
Ｘ）　）　］・・・・・・　（Ｉ１）なる。従って端子１４とアース１７の間の等価インピー
ダンスＺも。

Ｃ＝　Ｃｎ　［Ｒｒ−１／　（Ｒ、＋Ｒ，−ｘ）　）　
・・（１２）という容量値をもつ等測的な容量になるこ
とがわかる。

（８）式と（１２）式を用いてＸをめると。

Ｘ　＝　１−（Ｃ／Ｃｏ）　・・・・・　（１３）とな
る。以上よりインピーダンスＺｏに容量を用いた場合は
、端子１４とアース１７の間の等価インピーダンスも容
量となり、それらの値より（１３）式から座標Ｘをめる
ことができる。

上記のような原理によれば例えば端子１４に容量可変デ
ィジタル発振器とその発振周期の測定器を取り付けるこ
とによって、前記（１３）式を発振周期の関係から計算
することができる。この時容量Ｃｏは指示点４を抵抗膜
１の左端子２に持ワてくることによって測定することが
できる。

ところが上記のような方式は、容量Ｃｏが指示ペンのよ
うに一定である場合には非常に有効であるが、容量Ｃｏ
として指タッチによる人体容量を用いたような場合には
、測定の途中で容量値が変動するため、上記方式を直接
用いることができない。また左端子２及び右端子３のそ
れぞれとアース１７との間に浮遊容量が存在するような
場合。

それらによる前記等価インピーダンスＺ（等価容量Ｃ）
の計算における誤差が無視できなくなる。

そこでそのような場合を考慮した本発明の原理を第３図
に示す。

まず第３図（ａ）の構成は第２図の場合とほとんど同じ
である。ただし端子１４には容量可変ディジタル発振器
２０が接続されており、その出力パルスが端子２１から
取り出される。また指示点４の指示手段としては変動す
る容量値ｃＢ　を持つ指タッチ１８を用いている。また
端子２とアース１７との間には容量値Ｃ，Ｘなる浮遊容
量が存在し。

端子３とアース１７との間には同じく容量値ＣＳ　Ｉ−
Ｘなる浮遊容量が存在するとする。この状態における端
子１４とアース１７との間の等価容量ＣＸをめてみる。

この場合端子２とアース１７との間の等価容量値は前記
第２図における（Ｉ２）式においてＧｏをＣＢに置き換
えた値として与えられる。そして浮遊容量値Ｃ１１−Ｘ
は端子３が低インピーダンスでオペアンプ１５に接続さ
れているので無視でき、浮遊容量値ＣＳｘは上記端子２
とアース１７との間の等価容量値と並列に接続された形
となる。従って等価容量Ｃｘは前記（１２）式を利用し
て。

Ｃｘ　＋　＝Ｃｓ　ｘ　＋Ｃｇ　（Ｒ＋−ｘ／　（Ｒｘ
　＋Ｒ＋−ｘ）　１・・・・・　（１４）となる。ここで容量可変ディジタル発振器２０の動作に
ついては後述する。次に第３図（ａ）におけるオペアン
プ１５と発振器２０の接続を端子２と端子３とで全く逆
に付は換えて第３図ｆｂｌのような接続にする。このと
きの接続の切り換えは非常に短い時間（５ｍ　ｓｅｃ程
度）で行われるとすると、浮遊容量値Ｃ，ｘ、Ｃｓ、、
及び人体容量値ＣＢは変化しないと考えることができる
。そして第３図＋ｂｌの場合におりる端子１９とアース
１７との間の等酒客ＩＣＸ２を計算してみる。この場合
は前記（１４）式においてＣｓＸがＣｓ、−、に置き換
わり。

ＲｘとＲＩ−Ｘとの関係が逆になり、またＣＢは短い時
間内では一定値と考えられるので。

ＣＸ　２　＝Ｃｓ　ｌ−Ｘ＋ＣＩＩ　（Ｒｘ／　（Ｒｘ
　＋Ｒ＋−ｘ）　）・・・・・　（１５）となる。

ここで、第３図＋ａ＋の回路の接続と第３図（ｂｌへの
回路の接続とが前記したように非常に短い時間で行われ
１人体容量値Ｃ８が変化しないと仮定できれば、前記（
１４）式及び（１５）式から（、Ｑを消去することがで
き。

Ｒ１−Ｘ−（（Ｃｘ　＋　Ｃｓ　ｘ）／　（Ｃｘ　２　
Ｃｓ　ｘ）・Ｒｘ　・・・・・・・・・・　（１６）と
なる。この関係と前記第１図の従来例における＋１１式
とから指示点４の座標Ｘは。

Ｘ−Ｒｘ　／　（Ｒｘ　＋　Ｒ＋−ｘ）＝　（ＣＸ　２
　Ｃｓ　１−Ｘ）　／（（Ｃｘ＋　Ｃ１ｘ）→−（ＣＸ２　Ｃ１ｔ−ｘ））・
　・　・　・　・　（１７）として計算することができる。この（１７）式が本発明
による座標検出の原理の基本となる式である。

すなわち本発明による座標検出の原理の基本についてま
とめれば１本発明は抵抗膜１に対し第３図（ａｌ及び第
３図（ｂｌのような回路の接続を短時間で切り換える手
段を有し、それぞれの場合についての端子１４とアース
１７の間の等酒客量Ｃ，＋（第３図（ａ））及び端子１
９とアース　１７の間の等酒客ＮＣＸ２　（第３図（ｂ
））とを検出する手段を有し、さらに浮遊容量Ｃ６Ｘ及
びＣＳ　Ｉ−Ｘを検出する手段を有する構成となってお
り、それらの容量値Ｃｘ　ｌ　＋　Ｃｘ　２　＋　Ｃｓ
　ｘ及びＣＭ　ｌ−Ｘを用いて前記（１７）式を計算す
ることにより、指示点４の座標Ｘを指タッチ１８の人体
容量ＣＢを用いることなしにめることができる。

次に上記各容量は第３図＋８）及びＴｂ）における容量
可変ディジタル発振器２０によって検出される。

今、容量可変ディジタル発振器２０の端子２１からの出
力パルスの発振周期は端子１４又は１９とアース１７と
の間の等価容量値に比例する構成をとなっている。従っ
て第３図ｔａ＋の場合の発振周期をＴＸＩとすれば、上
記比例定数をｋとして。

ＴＸＩ　＝　ｋ−ＣｘＩ　”　”　”　（１Ｂ）となる
同様に第３図（ｂｌの場合の発振周期をＴｘ２とすれば
。

Ｔｘ２　；　ｋ−ＣＸ２　・・・・・・　（１９）とな
る。

以上（１８）式及び（１９）式のようにして等酒客量Ｃ
ｘ＋及びＣ，２が、端子２１からの出力パルスの発振周
期ＴＸ＋及びＴｘ２として検出される。

また浮遊容量Ｃｇ　Ｉ−Ｘは第３図（ａ）で指タッチ１
８がない状態の等価容量値としてまる。即ち前記（１４
）式においてＲｌ−ＸがＯとなる場合として考えられる
。従って第３図（ａｌで指タッチ１８がない状態の端子
２１からの出力パルスの発振周期をＴ　Ｓ　１．Ｘとす
ると。

Ｔ、ｘ　＝　ｋ’Ｃｓｘ　−・’−・・・　（２０）と
なり、浮遊容量ＣｓＸは第３図（ａｌで指タッチ１８が
ない状態の発振周期ＴｓＸとして検出される。同様にし
て浮遊容量Ｃ５ｌ−Ｘは第３図（ｂｌで指タッチ１８が
ない状態の等価容量値としてまるので（前記（１５）式
においてＲｘが０となる場合である）、その時の端子２
１からの出力パルスの発振周期をＴ　ｓ＋−ｘとすると
。

Ｔ　、　＋−ｘ　＝　ｋ　−ｃ　、　＋−ｘ　・・・・
・・　（２１）として検出される。

以上（１Ｂ）　、（１９）　、（２０）　、（２１）式
を前記（１７）式に代入すると。

指示点４の座標Ｘは。

ｘ＝　（Ｔｘ　２−Ｔｓ　＋−ｘ）／（（ＴＸＩ−Ｔｓｘ）＋　（Ｔｘ２−Ｔｓ＋−ｘ）１・
・・・・　（２２）として計算できる。即ち本発明においては、第３図ｔａ
＋及び（ｂ）の各状態で指タッチ１８がない時の発振周
期をまずめておき、その後指タッチ１８がある場合の第
３図＋ａｌ及び（ｂ）の各状態における発振周期をめる
ことによって、（１７）式に対応する（２２）式から指
タッチ１８による指示点４の座標が計算される。ここで
指タッチ１８がある場合において第３図（ａｌ及び（ｂ
ｌの回路の接続の切換えが短時間に行なわれることが本
発明の重要な点である。

以上が本発明による座標検出の原理であるが。

次にこの原理を用いさらに２次元座標の検出が可能な本
発明の実施例の構成を第４図に示す。

第４図においてタッチパネル２２はガラス基板上に透明
抵抗膜を形成し、さらにＳｉＯ２蒸着膜で被覆した構造
となっている。タッチパネル２２の左端辺にはアナログ
スイッチアレイ２３がｍ本の各スイッチ線ＡｘＩＩ、Ａ
Ｘ＋２１　・・・。

ＡＸ１爪によって接続され、それらスイッチ線の他端子
は接続線Ｌ＋に共通接続されている。またタッチパネル
２２の右端辺にはアナログスイッチアレイ２４がアナロ
グスイッチアレイ２３に対応して９ｍ本の各スイッチ線
Ａ、２１．Ａ、２２゜・・・１ＡＸ２％によって接続さ
れ、それらスイッチ線の他端子は接続線Ｌ２に共通接続
されている。さらにタッチパネルの上端辺にはアナログ
スイッチアレイ２５がｎ本の各スイッチ線Ａ７ＩＩ。

Ａ　ｖ　ｌ　２　＋　Ａ　ｖ　ｌ　３　＋　・・・、Ａ
Ｖ１％によって接続され、それらスイッチ線の他端子は
接続線Ｌ１に共通接続されている。同様にタッチパネル
２２の下端辺にはアナログスイッチアレイ２６がアナロ
グスイッチアレイ２５に対応して、ｎ本の各スイッチ線
Ａ　ｘ　２　ｌ　＋　Ａ　ｘ　２２　＋　Ａ　ｘ　２３
　＋　’・・、Ａ）（２４によって接続され、それらス
イッチ線の他端子は接続線Ｌ２に共通接続されている。

上記アナログスイッチアレイ２３及び２４の制御端子は
スイッチ制御線Ｃ１に接続され、アナログスイッチアレ
イ２５及び　２６の制御端子はインバータ３１及び３２
を介してスイッチ制御線ＣＩに接続され、スイッチ制御
線ＣＩは制御装置３０に接続される。接続線Ｌｌはアナ
ログスイッチ２７のスイッチＳ１に接続され、スイッチ
Ｓ１は端子１１又は０１と選択的に接続される。また接
続線Ｌ２は同じくアナログスイッチ２７のスイッチＳ２
に接続され、スイッチＳ２は端子Ｉ２又は０２と選択的
に接続される。アナログスイッチ２７の制御端子はスイ
ッチ制御線Ｃ２に接続され。

スイッチ制御線Ｃ２は制御装置３０に接続される。

またオペアンプ２８の非反転入力端子はアナログスイッ
チ２７の端子１１及びＩ２に接続されると共に、容量可
変ディジタル発振器２９の容量端子に接続される。オペ
アンプ２８の反転入力端子はオペアンプ２８の出力端子
に接続され、オペアンプ２８の出力端子はアナログスイ
ッチ２７の端子ＯＩ及び０２に接続される。容量可変デ
ィジタル発振器２９の出力端子は制御装置３０に接続さ
れ。

制御装置３０の出力端子　３１には検出座標値カミ出力
される。そしてタッチパネル２２上における座標指示は
指タッチ３２によって行なわれる。その時の変動する人
体容量をｃＢとし、そのアースを３３とする。

以上のような構成の座標検出装置において、アナログス
イッチアレイ２３，２４，２５．　及び２６はスイッチ
制御線Ｃ１によってＸ方向（夕・ノチパネル２２の左右
方向）又はＹ方向（夕・ノチノ々ネル２２の上下方向）
が交互に開閉できるようになっている。例えばアナログ
スイッチアレイ２３及び２４がオンとなれば、アナログ
スイ・ソチ２５及び２６はオフとなる。またオペアンプ
２８の部分はボルテージフォロア回路となっており、そ
の入力及び出力端子は、アナログスイッチ２７において
スイッチ制御線Ｃ２によって接続線Ｌ＋及びＬ２と交互
に接続されるようになっている。また指タッチ３２によ
る人体容量ｃＢにはＳｉＯ２蒸着膜の部分の容量も含ま
れるとする。

次に本実施例でタッチパネル２２に指タッチ３２が行な
われる場合の動作について経時的に説明する。

１、まず制御装置３０からスイッチ制御線Ｃ１にハイレ
ベル信号が出力され、アナログスイッチアレイ２３及び
２４がオンとなり２５及び２６はオフとなる。これはイ
ンバータ３１及び３２による。

１−１．この状態で制御装置３０からスイッチ制御線Ｃ
２にハイレベル信号が出力され、アナログスイッチ２７
において、スイッチＳＩは端子１１に接続され、スイッ
チＳ２は端子０２に接続される。以上によってオペアン
プ２８とタッチパネル２２の部分の等価回路は第３図（
ａｌと全く同じになる。これにより容量可変ディジタル
発振器から、タッチパネル２２の左端とアース３３との
間の等酒客量値ＣＸ１に対応する発振周期Ｔｘ＋の出力
パルスが出力される。この出力パルスの発振周期ＴＸＩ
は制御装置３０内のタイマとカウンタによって計測され
、記憶される。

またこの状態で指タッチ３２がない時の発振周期’ｌｘ
は予め計測され記憶されており、これはタッチパネル２
２の左端の浮遊容量Ｃ１Ｘに対応している。

■−２０次にスイッチ制御線Ｃ２の信号がローレベルと
なり、アナログスイッチ２７において、スイッチＳ１は
端子０１に接続され、スイッチＳ２は端子■２に接続さ
れる。この時スイッチ制御線ＣＩの信号はハイレベルの
ままである。この動作によって等価回路は第３図（ｂｌ
と全く同じになる。これにより容量可変ディジタル発振
器から、タッチパネル２２の右端とアース３３との間の
等酒客量値Ｃｘ２に対応する発振周期ＴＸ２の出力パル
スが出力される。この出カバネルの発振周期ＴＸ２は制
御装置３０によって計測、記憶される。またこの状態に
おける指タッチ３２がない時の発振周期Ｔ６．−８もあ
らかじめ計測、記憶されており、これはタッチパネル２
２の右端の浮遊容量Ｃ１ｂｘに対応している。

１−３０以上の動作によってまったＴ　Ｘ　ｌ　ｌ　Ｔ
　Ｘ　２及びＴ　ｓｘ　＋　Ｔ　ｓ　、−ｘを用いて、
前記（２２）式が制御装置３０内の演算装置によって演
算され。

タッチパネル２２における指タッチ３２の左右方向の座
標、すなわちＸ座標が検出され、出力端子３１に出力さ
れる。なおこの場合、タッチパネル２２の左端のＸ座標
が０．右端のＸ座標が１であり、検出されるＸ座標は０
と１の間の値となる。

２、次にスイッチ制御線Ｃ１の信号がローレベルとなり
、アナログスイッチアレイ２５及び２６がオンとなり２
３及び２４はオフとなる。

以下の動作はタッチパネル２２の左右方向が上下方向に
入れかわり、全く同様にしてタッチパネル２２における
指タッチ３２の上下方向の座標。

すなわちＸ座標が検出され出力端子３１に出力される。

この場合はタッチパネル２２の上端のＸ座標Ｏ２下端の
Ｘ座標が１となる。

以上の動作によって指タッチ３２のタッチパネル２２上
の２次元座標が精度良くま葛。上記スイッチ制御のため
の各動作時間は短い時間間隔（５ｍ　ｓｅｃ程度）で時
分割的に行われる。

次に上記Ｘ、Ｙ座標をさらに高精度にめるための実施例
について説明する。上記実施例においては＋　Ｔｘ　Ｉ
＋　ＴＸ　２をめる間に人体容量が変化しないと仮定し
たが、実際にはその間にも人体容量はわずかに変化して
おりそれによって検出精度に限界がある。そこで上記１
−１．１−２の動作を数回（７！回とする。ａ＝２〜４
が望ましい。）繰り返し、各回毎の測定値Ｔ　ｘ　＋　
１　、　Ｔ　Ｘ　２１に対して、制御装置３ｏ内の演算
装置によって（Ｔｘ　＋　＋　Ｔｓ　ｘ）　、（Ｔｘ　
２’ｌ　Ｔ＄１−Ｘ）をａｌ算し、その値をｎ回にわた
って積算する。すなわち。

Σ　（Ｔｘ　＋　ｌ　Ｔｓ　ｘ）ｔＩ＋１、＃（ＴＸ２じ１１１−Ｘ）し亀ｌを計算する。以上β回の測定、演算の後に上記結果から
。

Ｔ、、Ｋ））　・・・・・・・・・・　（２３）として
Ｘ座標を演算、検出し出力端子３１に出力する。この値
は各測定サイクルにおける検出座標値Ｘｌ＋Ｘ　＋　＝　（Ｔ　Ｘ　２１　Ｔ　ｓ　＋−ｘ）　／（
（Ｔｘ　＋　＋　Ｔｓ　ｘ）　＋（Ｔｘ　２　＋−Ｔ＄
、、））　・・・・・・・・・・　（２４）の加重平均
になっており、　ＴＸ　Ｉ＋ｌ’ＴＸ　２１をめる間の
人体容量の変化による検出座標値のばらつきを良く平均
化しており、高精度なＸ座標の検出を可能としている。

Ｘ座標についても全く同様に考えることができる。

以上本発明による実施例において重要なことば指タッチ
による人体容量が一定とみなせる程度の短時間において
上記動作を時分割的に完了することであり、それが実現
されればたとえ人体容量値が不確定であっても、正確に
座標検出を行うことが可能となる。

この時アナログスイッチ、容量可変ディジタル発振器２
９及び制御装置内のカウンタや演算装置は容易に実現で
き、高信頼性を保ったまま全体的なコストを低くするこ
とができる。

また本実施例は２次元座標の検出に関するものであった
が、第３図の原理に基づけば１次元座標の検出に用いる
ことができるのは言うまでもない。

また指タツチ以外の座標指示手段に対しても当然応用で
きる。

本発明の他の実施例としては透明な抵抗膜をコンピュー
タなどの端末のＣＲＴディスプレイ装置の一部に配置す
ることによって、情報入力用のタッチパネルとして用い
ることもで、きる。また座標指示手段として容量以外の
インピーダンスを用いた場合においても、前記（１４）
〜（２２）式などに対応する同様の式をたてることによ
り同様の効果を得ることができる。

（７）発明の効果本発明によれば抵抗膜の両端から見た等価インピーダン
スを時分割的に測定できるようにし、さらにそれら測定
結果に対して数回分の測定の加重平均を計算できるよう
にすることによって、座標指示手段のインピーダンスが
不確定なものに対しても正確な座標検出が可能となる。

また左右、上下方向の座標を時分割的に測定できるよう
にすることによって、上記条件における２次元座標の検
出が可能となる。

さらに本発明によれば低コストで信頼度の高い座標検出
装置を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の座標検出装置の構成図、第２図は本発明
の背景となる基本原理の説明図、第３図（ａｌ、　（ｂ
ｌは本発明による座標検出装置の原理説明図。第４図は本発明による座標検出装置の構成図である。２２・・・タッチパネル、　２３，２４゜２５．２６・
・・アナログスイッチアレイ。２７・・・アナログスイ、ソチ、　２８・・・オペアン
プ、　２９・・・容量可変ディジタル発振器、　３０・
・・制御装置、　Ｃ１゜Ｃ２・・・スイッチ制御線。、’ｉｔ　ｌ　ｌズ１第２１×１第３　図（（］）第３図（ｂ）第４図５

Claims

【特許請求の範囲】

（１）基板上に抵抗膜を配置した座標式カバネルと、該
抵抗股上の一点を指示する座標指示手段と。前記抵抗膜の両端に接続され該両端の電位を一定の関係
に保つバッファ回路と、前記抵抗膜の両端と該バッファ
回路の両端とを交互に切り換え接続する切り換え手段と
、前記バッファ回路の一端に接続され該一端から見たイ
ンピーダンスを前記切り換え手段によって切り換えられ
た各場合について検出する検出手段と、該検出手段の出
力値を用いて前記座標指示手段によって指示された前記
座標式カバネル上の座標位置を計算する演算手段とを有
することを特徴とする座標検出装置。
（２）前記座標式カバネルは四端を有する抵抗膜を配置
した２次元座標式カバネルであり、前記抵抗膜の四端の
うち向い会ういずれか２端を選択し。該２端と前記バッファ回路の両端とを交互に切り換え接
続する切り換え手段と、前記バッファ回路の一端に接続
され該一端から見たインピーダンスを前記切り換え手段
によって選択的に切り換えられた各場合について検出す
る手段と、該検出手段の出力値を用いて前記座標指示手
段によって指示された前記座標式カバネル上の、２次元
座標位置を計算する演算手段とを有することを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の座標検出装置。
（３）前記座標指示手段は指タッチであることを特徴と
する特許請求の範囲第１項または第２項記載の座標検出
装置。
（４）前記基板上の抵抗膜は絶縁膜によって被覆されて
いることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２
項記載の座標検出装置。
（５）前記基板、抵抗膜及び絶縁膜はそれぞれ透明であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項
または第４項記載の座標検出装置。
（６）前記座標式カバネルはディスプレイ画面上に設置
されることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第
２項または第３項記載の座標検出装置。
（７）前記バッファ回路はボルテージフォロア回路であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の座標検
出装置。
（８）基板上に抵抗膜を配置した座標式カバネルと、該
抵抗膜上の一点を指示する座標指示手段と。前記抵抗膜の両端に接続され該両端の電位を一定の関係
に保つバッファ回路と、前記抵抗膜の両端と該バッファ
回路の両端とを交互に切り換え接続する切り換え手段と
、前記バッファ回路の一端に接続され該一端から見たイ
ンピーダンスを前記切り換え手段によって切り換えられ
た複数回の測定サイクルについて検出する検出手段と、
該検出手段からの複数の出力値の平均値を計算する第１
の演算手段と、該第１の演算手段の出力値に基づいて前
記座標指示手段によって指示された前記座標式カバネル
上の座標位置を計算する第２の演算手段とを有すること
を特徴とする座標検出装置。
（９）前記座標式カバネルは四端を有す”る抵抗膜を配
置した２次元座標式カバネルであり、前記抵抗膜の西端
のうち向い合ういずれか２端を選択し。該２端と前記バッファ回路の両端とを交互に切り換え接
続する切り換え手段と、前記バッファ回路の一端に接続
され該一端から見かインピーダンスを前記切り換え手段
によって選択的に切り換えられた複数回の測定サイクル
について検出する手段と、該検出手段からの複数の出力
値の平均値を計算する第１の演算手段と該第−の演算手
段の出力値に基づいて前記座標指示手段によって指示さ
れた前記座標式カバネル上の２次元座標位置を計算する
第２の演算手段とを有することを特徴とする特許請求の
範囲第８項記載の座標検出装置。
（１０）前記座標指示手段は指タッチであることを特徴
とする特許請求の範囲第８項または第９項記載の座標検
出装置。
（１１）前記基板上の抵抗膜は絶縁膜によって被覆され
ていることを特徴とする特許請求の範囲第８項または第
９項記載の座標検出装置。
（１２）前記基板、抵抗膜及び絶縁膜はそれぞれ透明で
あることを特徴とする特許請求の範囲第８項または第９
項または第１１項記載の座標検出装置。
（１３）前記座標式カバネルはディスプレイ画面上に設
置されることを特徴とする特許請求の範囲第８項または
第９項または第１１項記載の座標検出装置。
（１４）前記パンフ１回路はボルテージフォロア回路で
あることを特徴とする特許請求の範囲第８項記載の座標
検出装置。