JPS6250920A

JPS6250920A - タツチ位置検出装置

Info

Publication number: JPS6250920A
Application number: JP60189772A
Authority: JP
Inventors: Koichi Nagata; 公一永田; Fumio Tsujii; 辻井　文男
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1985-08-30
Filing date: 1985-08-30
Publication date: 1987-03-05

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】〔発明の利用分野〕本発明は、電子計算機の入力装置などに用いて好適表タ
ッチ位置検出装置に係わり、特に、光電方式によるタッ
チ位置検出装置に関する。

〔発明の背景〕

近年、電子計算機の入力装置として、表示装置の表示面
上指などでタッチするだけで所望のデータを入力できる
ようＫした透明タッチパネルが注目されている。これは
、表示面上に指などでタッチした位置ｔ−Ｘ−Ｙ座標系
の位置として検出するタッチ位置検出装置が設けられた
ものであシ、検出された位置データをタッチ位置に表示
される画像に対するデータとして電子計算機に入力でき
るようにしたものである。

かかるタッチ位置検出装置には、従来、抵抗膜方式、容
量方式、音響方式および光電方式の４方式が知られてい
るが（九とえは、日経エレクトロニクス　１９８４．７
．２　（Ｎｏ、　５４６　）　ｐ、２１５−２２５　エ
リザベス・パンタヤの論文「普及の兆しを見せ始めた透
明タッチ・パネルの方式を比較する」）、夫々に一長一
短がある。前王者はいずれも表示面上に所定の膜が設け
られ、この膜にタッチすることにより、タッチ位置が検
出されるものである。これらは、高い分解能が得られる
などの特徴を有しているが、膜に傷がつい九り、汚れが
生じたりしやすく、これらがタッチ位置の検出精度に影
響を及ばずことがあり、また、膜が透明であるといって
も、これＫよる表示画面の鮮明度の劣化はまぬがれない
。

これに対し、光電方式によるタッチ位置検出装置は、表
示画面の周辺に多数の発光手段とこれら発光手段からの
元を個々に受光する受光手段とが配置されているもので
ある。発光子Ｆ９が設けられる表示画面の２辺とこの発
光手段からの元を受光するための受光手段が設けられた
表示画面の２辺とは互に対向しておシ、表示画面を指な
どでタラの出力によって表示画面上のタッチ位置が２次
元空間の位置データとして検出できる。

かかるタッチ位置検出装置におい・ては、表示画面がそ
のまま露出されるから、抵抗膜方式、容量′方式、音響
方式のタッチ位置検出装置で問題となる先に説明した検
出精度の低下、表示画像の鮮明度の劣化などは生じない
。

ところで、この光電方式によるタッチ位置検出装置の分
解能は、発光手段と受光手段の配置によって決ま゛る。

すなわち、発光手段の間隔、受光手段の間隔が狭ければ
狭い程高い分解能が得られることになる。先の論文には
、発光手段と受光手段とを夫々２列にずらして配置し、
一方の列の発光手段、受光手段の間に他方の列の発光手
段、受光手段を位置づけることにより、２．５４ｆｌの
分解能が得られることが記載されている。

しかしながら、発光手段からの元はそのビーム径が発光
手段から次第に拡がυながら受光手段に照射場れる。つ
まり、受光手段での元のスポット径はその受光手段の受
光面の径よりも充分大きなものとなる。このために、受
光手段の間隔を狭くすると、この元は本来受光されるべ
き受光手段に隣接する他の受光手段、さらには、隣々接
する他の受光手段にも受光されてしまうことになる。こ
のような現象が生ずると、タッチした指などによって遮
光されるべき受光手段が受光することｋなり、タッチ位
［を正確に検出することができないばかりでなく、タッ
チ手段として非常に細いものを用いた場合には、タッチ
位置の検出が不能となる場合もある。

かかる問題を解消するために、発光手段を１つずつ順番
に発光させるとともに、発光した預元手段からの元を受
光すべき受光手段からのみ出力を取υ込むようにし、全
面を走査してタッチ位ｍ＋検出することが考えられるが
、タッチ位置検出にかなシの時間を要するという欠点が
ある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、かかる問題点を解消し、タッチ位置を
正確かつ迅速に検出することができ、かつ高い分解能を
得ることができるようにし九タッチ位置検出装置を提供
することにある。

〔発明の概要〕

この目的を達成するために、本発明は、対向して配置さ
れた発光手段と受光手段との対が複数個設けられ、これ
らのうちの受光手段がこれと対をなす発光手段以外の発
光手段からの元を受光しない該対を同時に駆動するよう
にし次点に特徴がある。

〔発明の実施列〕

以下、本発明の実施列を図面によって説明する。

第１図は本発明によるタッチ位置検出装置の一実施列七
示すブロック図であって、１はパルス発生回路、２は分
周回路、３は信号生成回路、３８〜５ｃはアンドゲート
、３ｄはインバータ、４ａ〜４ｈは発光素子、５ａ〜５
ｈは受光素子、６は表示面、７．８はラッチ回路である
。

同図において、表示面６の一辺には、ＬＥＤなどの発光
素子４ａ〜４ｄが配置され、この辺に対向する辺に、こ
れら発光素子４ａ〜４ｄの各々に対向して受光素子５＆
〜５ｄが設けられている。

また、表示面６の他の一辺には、発元素子４８〜４ｈが
配置され、この辺に対向する辺にこれら発光素子４６〜
４ｈの夫々に対向して受光素子５０〜５ｈが配置されて
いる。発光素子とこれに対向してこれからの元を受光す
べき配置された受光素子（たとえば、発光素子４ａと受
光素子５ａ）とは素子対をなしておシ、８個の素子対の
発光素子と受光素子とが表示面６をはさむようにして、
しかも、４個の素子対と４個の素子対とが互いに直交す
るように配置されている。

なお、ここでは、かかる素子対ｔ−８個としているが、
これは説明の便宜上および図面を簡明にする念めでメジ
、実際には、非常に多くの素子対が同様に配置されてい
る。

発光素子４ａ〜４ｈが発光すると、これらの夫々と素子
対をなす受光素子５ａ〜５ｈが受光する。

そして、表示面６の所定の位置を指などでタッチすると
、受光素子５ａ〜５ｄの少なくともいずれか１つと受光
素子５０〜５ｈの少なくともいずれか１つとが！ｉ元さ
れ、受光素子５ａ〜５ｈの出力から遮光された受光素子
を判定することによシ、表示面６上でのタッチ位置が検
出できる。

ここで、素子対の間隔は、高い分解能が得られるように
するために、非常に狭く設定式れている。

このために、全ての発光素子４ａ〜４’　ｈが同時に発
光すると、先にも説明したように、各受光素子には、素
子対をなす発光素子以外の発光素子からの元も入射する
ことになる。すなわち、いま、発光素子４ｂと受光素子
５ｂとからなる素子対についてみると、第２図に示すよ
うに、受光素子５ｂには、発光素子４ｂの両隣シの発光
素子４ａ、４ｃからの光が入射されることになる。そこ
で、発光素子４ｂと受光素子５ｂとの間に指などが挿入
されたとしても、受光素子５ｂは発ｆｔ、素子４ａ、４
ｃからの元を受けるから、受光素子５ｂの出力は発光素
子４ｂから光を受けた場合と同様となシ、発光素子４ｂ
と受光素子５ｂとの間に指などが挿入されたことを検出
することができない。

この実施例は、いま、受光素子が、それと素子対をなす
発光素子以外では、それと隣シ合う両側の発光素子から
の元のみを受けるものとすると、第１図において、発光
素子４ａ〜４ｄのうちの１つおきの発光素子４ａ、４ｃ
および発光素子４０〜４ｈのうちの１つおきの発光素子
４ｅ、４ｇを同時に発光させるとともに１これらと素子
対をなす受光素子５　ａ、　５　ｅ、　５　ｅ　＋　５
　ｇ　の出力をラッチ回路７に取り込み、次に、発光素
子４ｂ、　４ｄ、　４ｆ。

４ｈ？同時に発光させ、これらと素子対をなす受光素子
５ｂ、５ｄ、５ｆ、５ｈの出力をラッチ回路８に取シ込
み、かかる動作を交互に行なわせるものである。

かかる動作によると、第３図に示すように、発光素子４
ａ、４ｃｔ同時に発光させた場合をみると、受光素子５
ａは素子対をなす発光素子４ａからの光しか受光せず、
同様に、受光素子５ｃは発光素子４ｃからの元しか受光
しない。したがって、受光素子５ａの出力はこれと発光
素子４ａとの間に指などが挿入されているか否かに応じ
てレベルが異なることになる。これに対して、発光しな
い発光素子４ｂ、４ｄと夫々素子対をなる受光素子５ｂ
、５ｄには、発光している発光素子４ａ、４ａからの光
が入射される。

そこで、先に説明したように、発光している発光素子と
素子対をなす受光素子の出力をラッチ回路７．８に取シ
込むことにより、ラッチ回路７゜８から表示面６でのタ
ッチ位置を正確に表わすデーータが得られることになる
。

この場合、１つおきの素子対が同時に動作するから、２
回の駆動でもって表示面６全体の走査が完了し、先に説
明した素子対ｔ−１つずつ屓番に駆動していくのに比べ
、検出速度が大幅に高まることになる。

以上のよう（素子対を駆動するために、発光素子４ｍ、
４ａ、４ｅ、４ｇは信号生成回路５からの駆動信号５１
１Ｃよって発光し、発光素子４ｂ、　４ｄ。

４ｆ、４ｈは駆動信号Ｓ、とは逆相の駆動信号Ｓ２によ
って発光するが、次に１第４図のタイミングチャー）Ｋ
よシ、これら駆動信号Ｓ１．Ｓ２の発生手段について説
明する。

パルス発生回路１の一定繰り返し周波数の出力パルスは
分周回路２に供給され、この出力パルスを２分周、４分
周、８分周したクロック−１，ｔＩｊ２゜−３が形成さ
れる。これらクロック−１，φ２１　’Ｓは信号生成回
路５に供給され、それらのうちクロック−３Ｆｉそのま
ま駆動信号Ｓ１として出力式れるとともに、インバータ
５ｄで反転されて駆動信号Ｓ２として出力される。

一方、信号生成回路３においては、さらに、クロッフグ
１が直接、また、クロックｐ２が反転されてアンドゲー
ト５ａに供給され、クロックｆＩＪ１のパルスのうちの
クロック−２の低レベル期間に存在する１つおきのパル
スが抽出される。これによって得られるアントゲ−）５
ａの出力パルス信号Ａのうち、その１つおきが駆動信号
Ｓ１の高レベル期間の後半部に存在し、他の１つおきが
駆動信号Ｓ２の高レベル期間の後半部拠存在する。

パルス信号Ａは駆動信号Ｓ１をゲート信号とするアント
ゲ−）５ａに供給され、その１つおきのパルスが抽出さ
れてラッチ信号Ｌ１としてラッチ回路７に供給される。

また、パルス信号Ａは駆動信号ｓ２ｔゲート信号とする
アントゲ−）５ｂにも供給され、他の１つおきのパルス
が抽出されてラッチ信号Ｌ２としてラッチ回路８に供給
さ゛れる。ラッチ回路７けラッチ信号Ｌ１の立下りエツ
ジモ受党素子５ａ、５ｃ＋　　５ｅ、５ｇの出力をラグ
チし、ラッチ回路８はラッチ信号Ｌ２の立下りエツジで
受光素子５ｂ、５ｄ、５ｆ、５ｈの出力をラッチする。

この場合、ラッチ信号Ｌ１の立下シエツジは駆動信号Ｓ
１の高レベル期間の後半部にタイミングが一致するから
、駆動信号Ｓ１の高レベル期間で発光素子４ａ、４ｃ、
４ｅ＋　　４ｇを発光させることにより、これら発光素
子の発光強度が安定してからこれらと素子対をなす受光
素子５ａ、５ｃ、５ｅ。

５ｇの出力をラッチ回路７にラッチすることができる。

ラッチ回路８についても同様であり、したがって、これ
らにラッチされる各受光素子の出力は、遮光され次場合
と遮光されていない場合に応じて一定の高レベルと一定
の低レベルとのいずれかのレベルとなり、これらのレベ
ルの間の中途半端なレベルを呈することはない。これに
よってラッチ回路７，８から電子計算機（図示せず）に
取り込まれるデータ（図示の場合、８ビツトのデータ）
は表示面６でのタッチ位置を正確に表わしている。

なお、第１図のように、表示面６が四角形をなす場合、
受光素子５ａ〜５ｄは隣シの辺に配置され次発光素子４
０〜４ｈからの元を受けることはなく、また、受光素子
５ｅ〜５ｈは隣シの辺に配置された発光素子４ａ〜４ｄ
からの元を受けることは攪いから、発光素子４ｂ、４ｄ
と同時に発光素子４ｅ、４ｇｔ−発光させ、表示面６の
隣り合う２つの辺の夫々の端部にある２つの発光素子４
ｄ。

４ｅを、また、発光素子４ａ、４ｈを夫々同時に発光さ
せるようにしてもよい。同時に発光する発光素子に応じ
てラッチ回路７，８が取り込む受光素子の出力が異なる
ことはいうまでもない。

上記実施列では、タッチ位置ｔ−２次元党間の位置とし
て検出する場合のものであったが１１本発明は、これに
限らず、たとえば発光素子と受光素子とを平行な直線上
に配置して一次元空間の位置として検出する場合にも、
を次、三次元空間の位置として検出する場合にも適用可
能であるし、さらに、電子計算機の入力＋！装以外のも
のｋも適用可能であることはいうまでもない。

また、上記実施列では、１つおきの素子対を同時に動作
式せるものであったが、受光素子がこれと素子対をなる
発光素子の隣々接らるいはさらにはなれた発光素子から
の光も受光する場合には、同時に動作させる素子対の間
隔を２個おき以上とすればよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、受光素子はこれ
と素子対をなす発光素子からの光のみを受光するように
、全素子対のうちの所定の素子対を選択して同時に動作
させるものであるから、素子対の間隔を狭くしても検出
動作に誤りが生ずることがなく、高分解能で正確にタッ
チ位置を検出することができるし、ま九、選択された複
数個の素子対が同時に動作するものであるから、検出速
度が大幅に向上し、上記従来技術の問題点全解消して優
れ九機能のタッチ位置検出装置を提供することができる
。

【図面の簡単な説明】

＠１図は本発明によるタッチ位置検出装置の一実施列金
示すブロック図、第２図は従来のタッチ位置検出装置の
一列の動作説明図、第３図は第１図に示した実施レリの
動作説明図１第４図は第１図における信号生成回路の動
作を示すタイミングチャートである。１・・・パルス発生回路、２・・・分周回路、５・・・
信号生成回路、４ａ〜４ｈ・・・発光素子、５ａ〜５ｈ
・・・受光素子、６・・・表示面、７，８・・・ラッチ
回路。代理人　弁理士　弐　順次部（ほか１名）゛。第２図４ａ　　４ｂ　　４ｃ　　４ｔｔ第３図４σ　４ｂ　　４ｃ　　４ｔｔ第４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）対向して配置された発光手段と受光手段との対が
複数個設けられ、該発光手段と該受光手段との間に挿入
された遮光体の位置を該受光手段の出力によつて検出す
るようにしたタッチ位置検出装置において、複数個の前
記対から所定個の対を選択して同時に動作させる駆動手
段を設け、同時に動作する該対は、夫々受光手段がこれ
と対をなす発光手段からの光のみを受光することを特徴
とするタッチ位置検出装置。
（２）特許請求の範囲第（１）項において、前記複数個
の前記発光手段と前記受光手段との対のうちの所定数の
対の第１群と残りの数の対の第２群とが互いに直交して
配置され、前記駆動手段は該対の第１群と該対の第２群
でともに少なく１つおきの対を同時に動作させることを
特徴とするタッチ位置検出装置。