JP2000047808A - 押圧検出兼用静電容量式座標検出装置 - Google Patents
押圧検出兼用静電容量式座標検出装置Info
- Publication number
- JP2000047808A JP2000047808A JP22999398A JP22999398A JP2000047808A JP 2000047808 A JP2000047808 A JP 2000047808A JP 22999398 A JP22999398 A JP 22999398A JP 22999398 A JP22999398 A JP 22999398A JP 2000047808 A JP2000047808 A JP 2000047808A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- conductor
- sensor
- pressure detection
- current
- capacitance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims description 59
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 65
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 6
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 6
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 6
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 claims 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 10
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 3
- XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N Vinyl acetate Chemical compound CC(=O)OC=C XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- CMSGUKVDXXTJDQ-UHFFFAOYSA-N 4-(2-naphthalen-1-ylethylamino)-4-oxobutanoic acid Chemical compound C1=CC=C2C(CCNC(=O)CCC(=O)O)=CC=CC2=C1 CMSGUKVDXXTJDQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Position Input By Displaying (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 低コスト且つシンプルな構成で押圧をも連続
量として検出する、静電容量式による、指または導電ス
タイラスの座標検出装置とする。 【解決手段】 押圧による、シールド導体または枠状導
体とセンサー導体間の微少な容量変化に従った、押圧用
信号の微少な電流変化から押圧をも検出する。
量として検出する、静電容量式による、指または導電ス
タイラスの座標検出装置とする。 【解決手段】 押圧による、シールド導体または枠状導
体とセンサー導体間の微少な容量変化に従った、押圧用
信号の微少な電流変化から押圧をも検出する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は静電容量式座標検出装置
に関し、特に指又は導電スタイラスにより座標指示する
ものであり指等の押圧をも検出する装置に関する。
に関し、特に指又は導電スタイラスにより座標指示する
ものであり指等の押圧をも検出する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】抵抗性パネルの４隅を演算増幅器により
電圧駆動し、同時に駆動電流を差動増幅器で検出する例
として特許第１５３６７２３号に示されたものがある。
また、指との結合容量を含めてパネルの格子状導体のキ
ャパシタンスの変化を検出する例として、特許第１７５
４５２２号及び同第２０３７７４７号に示されたものが
ある。または、指との結合容量を含めて抵抗性パネルの
インピーダンスを検出する例として、特許第２６０３９
８６号に示されたものがある。他の例として、変成器に
より、タッチパネルの４点をＡＣ電圧駆動し、同時に駆
動電流成分を差動増幅器へ印加する例として特許第１８
８１２０８号に示された指の座標検出装置がある。
電圧駆動し、同時に駆動電流を差動増幅器で検出する例
として特許第１５３６７２３号に示されたものがある。
また、指との結合容量を含めてパネルの格子状導体のキ
ャパシタンスの変化を検出する例として、特許第１７５
４５２２号及び同第２０３７７４７号に示されたものが
ある。または、指との結合容量を含めて抵抗性パネルの
インピーダンスを検出する例として、特許第２６０３９
８６号に示されたものがある。他の例として、変成器に
より、タッチパネルの４点をＡＣ電圧駆動し、同時に駆
動電流成分を差動増幅器へ印加する例として特許第１８
８１２０８号に示された指の座標検出装置がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来の技術にお
いては、座標検出のみ可能であり、指又は導電スタイラ
スのパネル面への押圧をも検出するものではなかった。
また押圧を検出するためには独立した押圧検出機構を布
設する必要があった。
いては、座標検出のみ可能であり、指又は導電スタイラ
スのパネル面への押圧をも検出するものではなかった。
また押圧を検出するためには独立した押圧検出機構を布
設する必要があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は如上の課題に鑑
みなされたもので、押圧による、シールド導体または枠
状導体とセンサー導体間の微少な容量変化に従った、押
圧検出用信号の微少な電流変化から押圧をも検出する、
静電容量式座標検出装置とした。尚、本出願において、
必要充分な電流を流し得る抵抗体は導体に含めた。
みなされたもので、押圧による、シールド導体または枠
状導体とセンサー導体間の微少な容量変化に従った、押
圧検出用信号の微少な電流変化から押圧をも検出する、
静電容量式座標検出装置とした。尚、本出願において、
必要充分な電流を流し得る抵抗体は導体に含めた。
【０００５】
【作用】静電容量式座標検出装置において、通常、外部
から混入するノイズを防止する為に、センサー導体の背
面にシールド導体を配設する。この両者間には浮遊容量
があり、従来は悪影響の要因でありそのメリットはなか
った。しかし、押圧によりセンサー導体とシールド導体
間の距離が押圧により微少に変化することに着目した。
従って上述の浮遊容量が微少ではあるが変化する。
から混入するノイズを防止する為に、センサー導体の背
面にシールド導体を配設する。この両者間には浮遊容量
があり、従来は悪影響の要因でありそのメリットはなか
った。しかし、押圧によりセンサー導体とシールド導体
間の距離が押圧により微少に変化することに着目した。
従って上述の浮遊容量が微少ではあるが変化する。
【０００６】
【発明の実施の形態】独立した押圧検出機構を使用せず
に、静電容量式座標検出装置の構成要素の一部を共用し
て押圧をも検出するものであり、座標検出と押圧検出を
時分割で行う装置、または両信号の周波数を互いに異な
らせて、同時に両検出を行う装置としたものである。
に、静電容量式座標検出装置の構成要素の一部を共用し
て押圧をも検出するものであり、座標検出と押圧検出を
時分割で行う装置、または両信号の周波数を互いに異な
らせて、同時に両検出を行う装置としたものである。
【０００７】
【実施例】以下本発明の詳細を添付図面を参照して説明
する。図１は、センサー導体として均一な抵抗膜を使用
した、押圧検出兼用静電容量式座標検出装置の構成概要
図である。先ず座標検出の概要を説明する。スイッチ１
０はこの時図の下側に接続され、シールド導体２は基準
電位７（この時の基準電位は動的な基準電位であり座標
検出用のＡＣ信号成分を含む）に接続されている。シー
ルド導体２の前面にセンサー導体としてのセンサー抵抗
膜１があり、シールド導体２に近い距離で平行に配設さ
れている。このセンサー抵抗膜１とシールド導体２でセ
ンサーパネルを構成している。
する。図１は、センサー導体として均一な抵抗膜を使用
した、押圧検出兼用静電容量式座標検出装置の構成概要
図である。先ず座標検出の概要を説明する。スイッチ１
０はこの時図の下側に接続され、シールド導体２は基準
電位７（この時の基準電位は動的な基準電位であり座標
検出用のＡＣ信号成分を含む）に接続されている。シー
ルド導体２の前面にセンサー導体としてのセンサー抵抗
膜１があり、シールド導体２に近い距離で平行に配設さ
れている。このセンサー抵抗膜１とシールド導体２でセ
ンサーパネルを構成している。
【０００８】センサーパネルの実際の構造（断面図）を
図２に示す。透明なガラス、樹脂、または不透明な絶縁
基板２１の片面に、どの方向にも均一に分布した抵抗膜
２２（センサー抵抗膜）を塗布、蒸着等により形成す
る。抵抗膜２２の材料は透明を必要とする場合はＩＴＯ
（インジウム・ティン・オキサイド）膜、ＮＥＳＡ（酸
化錫）膜等であり、不透明なものはカーボン膜等であ
る。シールド導体２３も同様に絶縁基板２４の片面にシ
ールド導体２３を形成する。シールド導体２３は必ずし
も抵抗膜である必要はない。センサー抵抗膜２２とシー
ルド導体２３間は０．５ｍｍ厚程度の空気層２５があ
る。
図２に示す。透明なガラス、樹脂、または不透明な絶縁
基板２１の片面に、どの方向にも均一に分布した抵抗膜
２２（センサー抵抗膜）を塗布、蒸着等により形成す
る。抵抗膜２２の材料は透明を必要とする場合はＩＴＯ
（インジウム・ティン・オキサイド）膜、ＮＥＳＡ（酸
化錫）膜等であり、不透明なものはカーボン膜等であ
る。シールド導体２３も同様に絶縁基板２４の片面にシ
ールド導体２３を形成する。シールド導体２３は必ずし
も抵抗膜である必要はない。センサー抵抗膜２２とシー
ルド導体２３間は０．５ｍｍ厚程度の空気層２５があ
る。
【０００９】センサー抵抗膜１の４隅からは引き出し線
８が出ており信号処理部３に接続されている。信号処理
部３は２つの電圧基準を使用しており、それは回路グラ
ンド６と動的な基準電位７である。信号処理部３の４つ
の入力回路は基準電位７に対して充分な低インピーダン
スにしてあり、従ってセンサー抵抗膜１全体は、基準電
位７に動的に電位追従する。つまり、基準電位７が、い
ま、座標検出用のＡＣ信号成分を含むので、センサー抵
抗膜１も同じ信号成分を含む。
８が出ており信号処理部３に接続されている。信号処理
部３は２つの電圧基準を使用しており、それは回路グラ
ンド６と動的な基準電位７である。信号処理部３の４つ
の入力回路は基準電位７に対して充分な低インピーダン
スにしてあり、従ってセンサー抵抗膜１全体は、基準電
位７に動的に電位追従する。つまり、基準電位７が、い
ま、座標検出用のＡＣ信号成分を含むので、センサー抵
抗膜１も同じ信号成分を含む。
【００１０】人体は通常、擬似的に接地されており、そ
の人体の指５又は手に持つ導電スタイラス（図示せず）
と、センサー抵抗膜１間には小容量ではあるが図１に示
すように静電容量結合４が存在し、従って指５とセンサ
ー抵抗膜１間に、動的な電位差に従い、座標検出用信号
による電流が少しではあるが流れる。センサー抵抗膜１
は均一な抵抗値の分布をしており、指５の先端に近い引
き出し線８に、より多くの検出電流が流れる。従って、
信号処理部３の４接続点に流れる電流の量から、センサ
ーパネルの面上における、指５等の座標を検出すること
ができる。
の人体の指５又は手に持つ導電スタイラス（図示せず）
と、センサー抵抗膜１間には小容量ではあるが図１に示
すように静電容量結合４が存在し、従って指５とセンサ
ー抵抗膜１間に、動的な電位差に従い、座標検出用信号
による電流が少しではあるが流れる。センサー抵抗膜１
は均一な抵抗値の分布をしており、指５の先端に近い引
き出し線８に、より多くの検出電流が流れる。従って、
信号処理部３の４接続点に流れる電流の量から、センサ
ーパネルの面上における、指５等の座標を検出すること
ができる。
【００１１】センサー抵抗膜１の周囲を低抵抗の電極と
したり、センサー抵抗膜１の４隅だけでなくもっと多く
の周辺点へ引き出し線をつける等により、検出座標の算
出精度を向上させることもできる。しかし本出願の主旨
とかけ離れるのでその説明は省略する。
したり、センサー抵抗膜１の４隅だけでなくもっと多く
の周辺点へ引き出し線をつける等により、検出座標の算
出精度を向上させることもできる。しかし本出願の主旨
とかけ離れるのでその説明は省略する。
【００１２】次に図１に示す装置での押圧検出について
説明する。スイッチ１０はこの時、図の上側に接続さ
れ、シールド導体２は押圧検出用信号発生器９の出力が
印加される。この場合の信号発生器９の出力電圧はＡＣ
約１Ｖｐｐである。また、この時基準電位７は静的な定
電圧となり、センサー抵抗膜１も静的な定電圧となり、
従って指５との間の、前述の座標用信号電流も基本的に
無い。しかし、シールド導体２とセンサー抵抗膜１間に
は大きな容量があり、シールド導体２のＡＣ電圧から、
センサー抵抗膜１へこの容量を介してＡＣ電流が流れ
る。因みに図２に示す構造のガラス基板２１の場合で、
１８×２５ｃｍのセンサーパネルサイズの時、約５００
ｐＦであり、充分に大きな押圧検出用信号電流が流れ
る。
説明する。スイッチ１０はこの時、図の上側に接続さ
れ、シールド導体２は押圧検出用信号発生器９の出力が
印加される。この場合の信号発生器９の出力電圧はＡＣ
約１Ｖｐｐである。また、この時基準電位７は静的な定
電圧となり、センサー抵抗膜１も静的な定電圧となり、
従って指５との間の、前述の座標用信号電流も基本的に
無い。しかし、シールド導体２とセンサー抵抗膜１間に
は大きな容量があり、シールド導体２のＡＣ電圧から、
センサー抵抗膜１へこの容量を介してＡＣ電流が流れ
る。因みに図２に示す構造のガラス基板２１の場合で、
１８×２５ｃｍのセンサーパネルサイズの時、約５００
ｐＦであり、充分に大きな押圧検出用信号電流が流れ
る。
【００１３】指５等がセンサーパネル面を押圧すると、
表面の絶縁基板２１が撓み、センサー抵抗膜１とシール
ド導体２間の容量が微少ではあるが変化する。上記サイ
ズのセンサーパネルで０．７ｍｍ厚のガラス基板２１の
場合、中央部を５０ｇＷ（約０．５Ｎ）で押圧した時、
約０．３％の容量変化であった。つまり、約０．３％の
押圧検出用信号電流の変化が生じた。図１に示す装置の
４本の引き出し線８に流れる電流の合計で０．３％の変
化である。これを検出するには、信号のＳ／Ｎ比は少な
くとも６０ｄＢは必要であり、１０ビット以上のＡ／Ｄ
変換の分解能を必要とする。本実施例において、信号の
バンドパスフィルタリングと複数回のＡ／Ｄ変換により
必要なＳ／Ｎ比を得ている。
表面の絶縁基板２１が撓み、センサー抵抗膜１とシール
ド導体２間の容量が微少ではあるが変化する。上記サイ
ズのセンサーパネルで０．７ｍｍ厚のガラス基板２１の
場合、中央部を５０ｇＷ（約０．５Ｎ）で押圧した時、
約０．３％の容量変化であった。つまり、約０．３％の
押圧検出用信号電流の変化が生じた。図１に示す装置の
４本の引き出し線８に流れる電流の合計で０．３％の変
化である。これを検出するには、信号のＳ／Ｎ比は少な
くとも６０ｄＢは必要であり、１０ビット以上のＡ／Ｄ
変換の分解能を必要とする。本実施例において、信号の
バンドパスフィルタリングと複数回のＡ／Ｄ変換により
必要なＳ／Ｎ比を得ている。
【００１４】座標検出と押圧検出とを時分割で行う例で
説明したが、座標検出用と押圧検出用信号の周波数を互
いに異ならせて、フィルタにより信号を分けて同時検出
を行うことも、回路の線型性がある為に可能である。そ
の場合はスイッチ１０は不要である。
説明したが、座標検出用と押圧検出用信号の周波数を互
いに異ならせて、フィルタにより信号を分けて同時検出
を行うことも、回路の線型性がある為に可能である。そ
の場合はスイッチ１０は不要である。
【００１５】次に図３に示す、格子状のセンサー導体ア
レイを使用した、押圧検出兼用静電容量式座標検出装置
について説明する。座標検出をする場合は、Ｘ方向及び
Ｙ方向のアナログ・マルチプレクサ３３及び３４が、Ｘ
方向及びＹ方向座標検出用センサー導体アレイ３１，・
・・・・，３１及び３２，・・・・，３２を順次切り替
えて、信号処理部３５へ接続する。各センサー導体３
１，・・・・，３２，・・・に流れる座標用信号電流の
レベルから、指等の導電体の近接座標を信号処理部３５
が算出する。隣り合う各センサー導体３１，３１間及び
３２，３２間のみをアナログ的に座標補間すればよいの
せ、検出座標精度は図１のものより良い。基準電位７及
びスイッチ１０の動作は図１に示す装置と同じである。
Ｘ方向及びＹ方向座標検出用センサー導体アレイ３１，
・・・，３１及び３２，・・・・，３２とシールド導体
２で構成される部分が、この場合のセンサーパネルであ
る。
レイを使用した、押圧検出兼用静電容量式座標検出装置
について説明する。座標検出をする場合は、Ｘ方向及び
Ｙ方向のアナログ・マルチプレクサ３３及び３４が、Ｘ
方向及びＹ方向座標検出用センサー導体アレイ３１，・
・・・・，３１及び３２，・・・・，３２を順次切り替
えて、信号処理部３５へ接続する。各センサー導体３
１，・・・・，３２，・・・に流れる座標用信号電流の
レベルから、指等の導電体の近接座標を信号処理部３５
が算出する。隣り合う各センサー導体３１，３１間及び
３２，３２間のみをアナログ的に座標補間すればよいの
せ、検出座標精度は図１のものより良い。基準電位７及
びスイッチ１０の動作は図１に示す装置と同じである。
Ｘ方向及びＹ方向座標検出用センサー導体アレイ３１，
・・・，３１及び３２，・・・・，３２とシールド導体
２で構成される部分が、この場合のセンサーパネルであ
る。
【００１６】押圧検出を行う場合は、Ｘ方向及びＹ方向
のアナログ・マルチプレクサ３３及び３４の全てのアナ
ログ入力端子をＯＮに（導通状態）にする。従って、シ
ールド導体２と全センサー導体３１，・・・，３２，・
・・間の容量の、押圧による変化に従った、押圧検出用
信号電流の変化を、図１に示す装置と同様に検出してい
る。各センサー導体アレイ毎の電流変化分を合計して
も、押圧検出は可能である。
のアナログ・マルチプレクサ３３及び３４の全てのアナ
ログ入力端子をＯＮに（導通状態）にする。従って、シ
ールド導体２と全センサー導体３１，・・・，３２，・
・・間の容量の、押圧による変化に従った、押圧検出用
信号電流の変化を、図１に示す装置と同様に検出してい
る。各センサー導体アレイ毎の電流変化分を合計して
も、押圧検出は可能である。
【００１７】次に図２に示す空気層２５を、酢酸ビニー
ル系接着剤のような、わずかな弾力性を持つ接着剤の薄
い接着層で起き替えて、透明度を増す、または機械的に
丈夫にする場合について説明する。この場合のシールド
導体２とセンサー抵抗膜１間の、押圧による容量変化は
非常に少なく、段落１３に示すセンサーパネルの空気層
を０．２５ｍｍ厚さの酢酸ビニール系接着剤に置き替え
た時、５０ｇＷ（約０．５Ｎ）の押圧による容量変化は
約１５ｐｐｍである。１５ｐｐｍの電流変化を検出する
には、１０６ｄＢ以上のＳ／Ｎ比と１８ビット以上のＡ
／Ｄ変換の分解能を少なくとも必要とする。これは非常
に困難である。しかし容量は約２５００ｐＦに増加し
た。
ル系接着剤のような、わずかな弾力性を持つ接着剤の薄
い接着層で起き替えて、透明度を増す、または機械的に
丈夫にする場合について説明する。この場合のシールド
導体２とセンサー抵抗膜１間の、押圧による容量変化は
非常に少なく、段落１３に示すセンサーパネルの空気層
を０．２５ｍｍ厚さの酢酸ビニール系接着剤に置き替え
た時、５０ｇＷ（約０．５Ｎ）の押圧による容量変化は
約１５ｐｐｍである。１５ｐｐｍの電流変化を検出する
には、１０６ｄＢ以上のＳ／Ｎ比と１８ビット以上のＡ
／Ｄ変換の分解能を少なくとも必要とする。これは非常
に困難である。しかし容量は約２５００ｐＦに増加し
た。
【００１８】１５ｐｐｍの電流変化の検出を、比較的簡
単に実現した実施例を次に説明する。その１つの例を図
４を参照して説明する。センサーパネル４１を図４に示
すように等価回路で表わす。信号処理部３の４入力点
の、押圧検出用信号周波数での入力インピーダンスは充
分に低いので、シールド導体２の電圧位相に比し、セン
サー抵抗膜１の４出力電流位相は約８５度進んでいる。
９０度にならないのはセンサー抵抗膜１が抵抗成分を図
示するように含んでいる為である。
単に実現した実施例を次に説明する。その１つの例を図
４を参照して説明する。センサーパネル４１を図４に示
すように等価回路で表わす。信号処理部３の４入力点
の、押圧検出用信号周波数での入力インピーダンスは充
分に低いので、シールド導体２の電圧位相に比し、セン
サー抵抗膜１の４出力電流位相は約８５度進んでいる。
９０度にならないのはセンサー抵抗膜１が抵抗成分を図
示するように含んでいる為である。
【００１９】参照符号４６に示す回路は、電圧位相を約
９５度遅らせる為のディレー回路である。抵抗４２〜４
５は電圧／電流変換用であり且つセンサー抵抗膜１の出
力電流とバランスを取る抵抗値である。つまり、センサ
ー抵抗膜１の出力電流位相と、抵抗４２〜４５を流れる
電流の位相が、互いに反転しており、且つ電流の絶対値
は略等しいので、信号処理部３に流入する電流は略キャ
ンセルされる。しかし、シールド導体２とセンサー抵抗
膜１間の容量の変化に従った電流変化分は、キャンセル
されずに、そのまま信号処理部３に印加する。
９５度遅らせる為のディレー回路である。抵抗４２〜４
５は電圧／電流変換用であり且つセンサー抵抗膜１の出
力電流とバランスを取る抵抗値である。つまり、センサ
ー抵抗膜１の出力電流位相と、抵抗４２〜４５を流れる
電流の位相が、互いに反転しており、且つ電流の絶対値
は略等しいので、信号処理部３に流入する電流は略キャ
ンセルされる。しかし、シールド導体２とセンサー抵抗
膜１間の容量の変化に従った電流変化分は、キャンセル
されずに、そのまま信号処理部３に印加する。
【００２０】このように、一種のブリッジバランス法に
より押圧検出用信号の定常成分を略キャンセルできた為
に、信号処理部３への変動入力レベルを約１００倍にし
ても飽和することはない。すなわち、ブリッジバランス
された後のＳ／Ｎ比は６６ｄＢ以上で、且つＡ／Ｄ変換
の分解能は１１ビット以上で、一応変動電流成分を検出
できた。
より押圧検出用信号の定常成分を略キャンセルできた為
に、信号処理部３への変動入力レベルを約１００倍にし
ても飽和することはない。すなわち、ブリッジバランス
された後のＳ／Ｎ比は６６ｄＢ以上で、且つＡ／Ｄ変換
の分解能は１１ビット以上で、一応変動電流成分を検出
できた。
【００２１】ブリッジバランスによる次の実施例を図５
に示す。コンデンサ５１と抵抗５２の回路は約８５度電
圧位相を進める進相回路であり、抵抗５３とコンデンサ
５４の回路は電圧位相を約１０度遅らせるディレー回路
である。抵抗５５〜５８は前例と同様な電流バランス用
抵抗である。この例もやはり信号処理部３への変動レベ
ルを約１００倍にできた。
に示す。コンデンサ５１と抵抗５２の回路は約８５度電
圧位相を進める進相回路であり、抵抗５３とコンデンサ
５４の回路は電圧位相を約１０度遅らせるディレー回路
である。抵抗５５〜５８は前例と同様な電流バランス用
抵抗である。この例もやはり信号処理部３への変動レベ
ルを約１００倍にできた。
【００２２】ブリッジバランスによる次の実施例を図６
に示す。この例ではブリッジバランスの為にアクティブ
素子６５（位相反転アンプ）を１個使用している。これ
とフィードバック（積分）コンデンサ６４及び抵抗６３
により９０度電圧位相が進む。またコンデンサ６２と抵
抗６３により約５度の進相を行い、参照符号６１の回路
で約９５度の進相を行っている。抵抗６６〜６９はやは
り前例と同様の電流バランス用抵抗である。この回路の
特徴は、任意の波形の入力電圧に対して、センサーパネ
ル４１の各出力電流波形は、形は入力波形と全く同じで
極性が反転している。つまり、押圧検出用信号発生器９
は正弦波に限らず、歪みのある（高調波を含んだ）信号
でも、または一定の繰り返しのパルス状信号でも使用で
きる。また、押圧検出用信号発生器９の出力電圧は比較
的低い１〜２Ｖｐｐで、信号処理部３へ押圧による充分
な変化電流を印加できた。
に示す。この例ではブリッジバランスの為にアクティブ
素子６５（位相反転アンプ）を１個使用している。これ
とフィードバック（積分）コンデンサ６４及び抵抗６３
により９０度電圧位相が進む。またコンデンサ６２と抵
抗６３により約５度の進相を行い、参照符号６１の回路
で約９５度の進相を行っている。抵抗６６〜６９はやは
り前例と同様の電流バランス用抵抗である。この回路の
特徴は、任意の波形の入力電圧に対して、センサーパネ
ル４１の各出力電流波形は、形は入力波形と全く同じで
極性が反転している。つまり、押圧検出用信号発生器９
は正弦波に限らず、歪みのある（高調波を含んだ）信号
でも、または一定の繰り返しのパルス状信号でも使用で
きる。また、押圧検出用信号発生器９の出力電圧は比較
的低い１〜２Ｖｐｐで、信号処理部３へ押圧による充分
な変化電流を印加できた。
【００２３】より透明度を多くし、シールド導体２を必
要としない場合は、シールド導体２の周辺部のみ残しそ
の内側を抜き取った形の枠状導体を、多少の弾性を持つ
絶縁スペーサを挟んで配設した装置でも同様の各機能を
示し得ることを 確認している。
要としない場合は、シールド導体２の周辺部のみ残しそ
の内側を抜き取った形の枠状導体を、多少の弾性を持つ
絶縁スペーサを挟んで配設した装置でも同様の各機能を
示し得ることを 確認している。
【００２４】
【発明の効果】座標検出用の構成体または機能を共用し
て、低コストで且つセンサーパネルを厚くすることな
く、シンプルな構成で押圧をも連続量として検出する、
指または導電スタイラスの座標検出装置を得た。また、
押圧の連続量でなく２値化して検出した時は、座標のタ
ッチ入力の信頼性を大きく向上することができた。
て、低コストで且つセンサーパネルを厚くすることな
く、シンプルな構成で押圧をも連続量として検出する、
指または導電スタイラスの座標検出装置を得た。また、
押圧の連続量でなく２値化して検出した時は、座標のタ
ッチ入力の信頼性を大きく向上することができた。
【図１】 均一な抵抗膜を使用した、押圧検出兼用静電
容量式座標検出装置の構成概略図
容量式座標検出装置の構成概略図
【図２】 センサー抵抗膜とシールド導体の断面図（構
造図）
造図）
【図３】 格子状のセンサー導体アレイを使用した、押
圧検出兼用静電容量式座標検出装置の構成概略図
圧検出兼用静電容量式座標検出装置の構成概略図
【図４】 ブリッジバランスにより押圧検出用信号の
定常成分を略キャンセルした回路例１
定常成分を略キャンセルした回路例１
【図５】 ブリッジバランスにより押圧検出用信号の
定常成分を略キャンセルした回路例２
定常成分を略キャンセルした回路例２
【図６】 ブリッジバランスにより押圧検出用信号の
定常成分を略キャンセルした回路例３
定常成分を略キャンセルした回路例３
１ センサー抵抗膜 ２ シールド導体 ３ 信号処理部 ４ 結合容量 ５ 指 ６ 回路グランド ７ 静的または動的な基準電位 ８ 引き出し線 ９ 押圧検出用信号発生器 １０ スイッチ １１ 絶縁基板 ２２ センサー抵抗膜 ２３ シールド導体 ２４ 絶縁基板 ２５ 空気層 ３１ Ｘ方向検出用センサー導体アレイ ３２ Ｙ方向検出用センサー導体アレイ ３３ Ｘ方向アナログ・マルチプレクサ ３４ Ｙ方向アナログ・マルチプレクサ ３５ 信号処理部 ４１ センサーパネル ４２ 電流バランス用抵抗 ４３ 電流バランス用抵抗 ４４ 電流バランス用抵抗 ４５ 電流バランス用抵抗 ４６ 約９５度の位相ディレー回路 ４７ ディレー抵抗 ４８ ディレー抵抗 ４９ ディレーコンデンサ ５０ ディレーコンデンサ ５１ 進相コンデンサ ５２ 進相抵抗 ５３ ディレー抵抗 ５４ ディレーコンデンサ ５５ 電流バランス用抵抗 ５６ 電流バランス用抵抗 ５７ 電流バランス用抵抗 ５８ 電流バランス用抵抗 ６１ 約９５度の進相回路 ６２ 進相コンデンサ ６３ 抵抗 ６４ フィードバック（積分）コンデンサ ６５ 位相反転アンプ ６６ 電流バランス用抵抗 ６７ 電流バランス用抵抗 ６８ 電流バランス用抵抗 ６９ 電流バランス用抵抗
Claims (4)
- 【請求項１】 指又は導電スタイラスの、センサーパネ
ルの面上に於ける座標を検出する装置であって、前記指
又は導電スタイラスとの間で静電容量結合を介して電気
信号を伝達するセンサー導体及び該センサー導体と平行
に配設されたシールド導体を有する前記センサーパネル
と、前記センサー導体を動的に電位追従させると共に、
前記センサー導体に流れる電流に基づき前記座標を算出
する信号処理部と、前記シールド導体を電圧駆動する押
圧検出用信号発生器とを少なくとも具備し、前記指又は
導電スタイラスの押圧による、前記センサー導体と前記
シールド導体間の微少な容量変化に従った、押圧検出用
信号の微少な電流変化から前記押圧をも検出することを
特徴とする押圧検出兼用静電容量式座標検出装置。 - 【請求項２】 指又は導電スタイラスの、センサーパネ
ルの面上に於ける座標を検出する装置であって、前記指
又は導電スタイラスとの間で静電容量結合を介して電気
信号を伝達するセンサー導体及び該センサー導体と平行
に配設された枠状導体を有する前記センサーパネルと、
前記センサー導体を動的に電位追従させると共に、前記
センサー導体に流れる電流に基づき前記座標を算出する
信号処理部と、前記枠状導体を電圧駆動する押圧検出用
信号発生器とを少なくとも具備し、前記指又は導電スタ
イラスの押圧による、前記センサー導体と前記枠状導体
間の微少な容量変化に従った、押圧検出用信号の微少な
電流変化から前記押圧をも検出することを特徴とする押
圧検出兼用静電容量式座標検出装置。 - 【請求項３】 前記センサー導体に流れる前記押圧検出
用信号とは位相が反転した電流を、前記センサー導体に
加えることにより、前記押圧検出用信号の前記信号処理
部に流入する定常電流成分を略キャンセルすることを特
徴とする請求項１記載の押圧検出兼用静電容量式座標検
出装置。 - 【請求項４】 前記センサ−導体に流れる前記押圧検出
用信号とは位相が反転した電流を、前記センサー導体に
加えることにより、前記押圧検出用信号の前記信号処理
部に流入する定常電流成分を略キャンセルすることを特
徴とする請求項２記載の押圧検出兼用静電容量式座標検
出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22999398A JP3277896B2 (ja) | 1998-07-31 | 1998-07-31 | 押圧検出兼用静電容量式座標検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22999398A JP3277896B2 (ja) | 1998-07-31 | 1998-07-31 | 押圧検出兼用静電容量式座標検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000047808A true JP2000047808A (ja) | 2000-02-18 |
| JP3277896B2 JP3277896B2 (ja) | 2002-04-22 |
Family
ID=16900933
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22999398A Expired - Fee Related JP3277896B2 (ja) | 1998-07-31 | 1998-07-31 | 押圧検出兼用静電容量式座標検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3277896B2 (ja) |
Cited By (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002257508A (ja) * | 2001-03-05 | 2002-09-11 | Mitsubishi Electric Corp | 凹凸検出センサ |
| JP2006179035A (ja) * | 2006-03-24 | 2006-07-06 | Sony Corp | ユーザ入力装置及びユーザ入力方法 |
| JP2006293482A (ja) * | 2005-04-06 | 2006-10-26 | Sony Corp | 座標入力装置および座標検出装置 |
| JP2009098834A (ja) * | 2007-10-16 | 2009-05-07 | Epson Imaging Devices Corp | 静電容量型入力装置、入力機能付き表示装置および電子機器 |
| JP2010015412A (ja) * | 2008-07-04 | 2010-01-21 | Hitachi Displays Ltd | タッチパネル付き表示装置 |
| JP2010033133A (ja) * | 2008-07-25 | 2010-02-12 | Hitachi Displays Ltd | 入力装置、及びそれを備えた表示装置 |
| JP2010128647A (ja) * | 2008-11-26 | 2010-06-10 | Hitachi Displays Ltd | 表示装置 |
| JP2010244514A (ja) * | 2009-03-19 | 2010-10-28 | Sony Corp | センサ装置及び情報処理装置 |
| JP2011134000A (ja) * | 2009-12-22 | 2011-07-07 | Sony Corp | センサ装置及び情報処理装置 |
| JP2011175528A (ja) * | 2010-02-25 | 2011-09-08 | Hitachi Displays Ltd | タッチパネル付表示装置 |
| WO2011125725A1 (ja) * | 2010-03-31 | 2011-10-13 | 東海ゴム工業株式会社 | 静電容量型センサ装置および静電容量型センサの静電容量計測装置 |
| US8269724B2 (en) | 2005-03-23 | 2012-09-18 | Sony Corporation | Capacitive detecting apparatus and display unit with a patterned conductive layer |
| JP2012530992A (ja) * | 2009-06-24 | 2012-12-06 | アイデント・テクノロジー・アーゲー | ディスプレイデバイスの電極配置 |
| JP2013020611A (ja) * | 2011-07-12 | 2013-01-31 | Trendon Touch Technology Corp | 接触感知回路及び接触点検出方法 |
| JP2014086058A (ja) * | 2012-10-28 | 2014-05-12 | Lenovo Singapore Pte Ltd | 入力システムおよび電子機器の操作方法 |
| JP2014194591A (ja) * | 2013-03-28 | 2014-10-09 | Fujitsu Ltd | 検出装置、検出方法および電子機器 |
| JP2016009497A (ja) * | 2014-06-23 | 2016-01-18 | エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド | タッチパネル及びその駆動装置 |
| CN107066136A (zh) * | 2015-12-17 | 2017-08-18 | 株式会社和冠 | 触摸面板、信号处理装置和耦接方法 |
| WO2018034415A1 (ko) * | 2016-08-19 | 2018-02-22 | 주식회사 하이딥 | 터치 입력 장치 |
| JP2019215772A (ja) * | 2018-06-14 | 2019-12-19 | 東洋アルミニウム株式会社 | 位置検出システム |
-
1998
- 1998-07-31 JP JP22999398A patent/JP3277896B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (31)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4511064B2 (ja) * | 2001-03-05 | 2010-07-28 | 三菱電機株式会社 | 凹凸検出センサ |
| JP2002257508A (ja) * | 2001-03-05 | 2002-09-11 | Mitsubishi Electric Corp | 凹凸検出センサ |
| US8269724B2 (en) | 2005-03-23 | 2012-09-18 | Sony Corporation | Capacitive detecting apparatus and display unit with a patterned conductive layer |
| JP2006293482A (ja) * | 2005-04-06 | 2006-10-26 | Sony Corp | 座標入力装置および座標検出装置 |
| JP2006179035A (ja) * | 2006-03-24 | 2006-07-06 | Sony Corp | ユーザ入力装置及びユーザ入力方法 |
| JP2009098834A (ja) * | 2007-10-16 | 2009-05-07 | Epson Imaging Devices Corp | 静電容量型入力装置、入力機能付き表示装置および電子機器 |
| JP2010015412A (ja) * | 2008-07-04 | 2010-01-21 | Hitachi Displays Ltd | タッチパネル付き表示装置 |
| JP2010033133A (ja) * | 2008-07-25 | 2010-02-12 | Hitachi Displays Ltd | 入力装置、及びそれを備えた表示装置 |
| US8537125B2 (en) | 2008-07-25 | 2013-09-17 | Hitachi Displays, Ltd. | Electrostatic capacity touch panel having a plurality of first, second and third electrodes |
| JP2010128647A (ja) * | 2008-11-26 | 2010-06-10 | Hitachi Displays Ltd | 表示装置 |
| US8487901B2 (en) | 2008-11-26 | 2013-07-16 | Hitachi Displays, Ltd. | Display device |
| US9354752B2 (en) | 2009-03-19 | 2016-05-31 | Sony Corporation | Sensor apparatus and information processing apparatus |
| JP2010244514A (ja) * | 2009-03-19 | 2010-10-28 | Sony Corp | センサ装置及び情報処理装置 |
| JP2012530992A (ja) * | 2009-06-24 | 2012-12-06 | アイデント・テクノロジー・アーゲー | ディスプレイデバイスの電極配置 |
| JP2011134000A (ja) * | 2009-12-22 | 2011-07-07 | Sony Corp | センサ装置及び情報処理装置 |
| JP2011175528A (ja) * | 2010-02-25 | 2011-09-08 | Hitachi Displays Ltd | タッチパネル付表示装置 |
| JP5326042B2 (ja) * | 2010-03-31 | 2013-10-30 | 東海ゴム工業株式会社 | 静電容量型センサ装置および静電容量型センサの静電容量計測装置 |
| WO2011125725A1 (ja) * | 2010-03-31 | 2011-10-13 | 東海ゴム工業株式会社 | 静電容量型センサ装置および静電容量型センサの静電容量計測装置 |
| JP2013020611A (ja) * | 2011-07-12 | 2013-01-31 | Trendon Touch Technology Corp | 接触感知回路及び接触点検出方法 |
| JP2014086058A (ja) * | 2012-10-28 | 2014-05-12 | Lenovo Singapore Pte Ltd | 入力システムおよび電子機器の操作方法 |
| JP2014194591A (ja) * | 2013-03-28 | 2014-10-09 | Fujitsu Ltd | 検出装置、検出方法および電子機器 |
| JP2016009497A (ja) * | 2014-06-23 | 2016-01-18 | エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド | タッチパネル及びその駆動装置 |
| JP2017097896A (ja) * | 2014-06-23 | 2017-06-01 | エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド | タッチパネル及びその駆動装置 |
| US10564742B2 (en) | 2014-06-23 | 2020-02-18 | Lg Display Co., Ltd. | Touch panel and apparatus for driving thereof |
| US11327615B2 (en) | 2014-06-23 | 2022-05-10 | Lg Display Co., Ltd. | Touch panel and apparatus for driving thereof |
| CN107066136A (zh) * | 2015-12-17 | 2017-08-18 | 株式会社和冠 | 触摸面板、信号处理装置和耦接方法 |
| WO2018034415A1 (ko) * | 2016-08-19 | 2018-02-22 | 주식회사 하이딥 | 터치 입력 장치 |
| KR101835009B1 (ko) * | 2016-08-19 | 2018-03-07 | 주식회사 하이딥 | 터치 입력 장치 |
| JP2019528528A (ja) * | 2016-08-19 | 2019-10-10 | 株式会社 ハイディープＨｉＤｅｅｐ Ｉｎｃ． | タッチ入力装置 |
| US11262877B2 (en) | 2016-08-19 | 2022-03-01 | Hideep Inc. | Touch input device |
| JP2019215772A (ja) * | 2018-06-14 | 2019-12-19 | 東洋アルミニウム株式会社 | 位置検出システム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3277896B2 (ja) | 2002-04-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3277896B2 (ja) | 押圧検出兼用静電容量式座標検出装置 | |
| US10156949B2 (en) | Force-touch sensor with multilayered electrodes | |
| EP0640936B1 (en) | Data processing device comprising a touch screen and a force sensor | |
| US8698769B2 (en) | Dual mode capacitive touch panel | |
| US8148652B2 (en) | Position detecting device and position detecting method | |
| EP2825937B1 (en) | Method for controlling a touch sensor | |
| CN113655915B (zh) | 压敏触摸面板 | |
| US9965108B2 (en) | Simultaneous self- and mutual capacitance sensing | |
| US10209805B2 (en) | Integral sensing apparatus for touch and force sensing and method for the same | |
| US5801682A (en) | Tactile designation device with high-resolution transparent capacitive surface | |
| US20090194344A1 (en) | Single Layer Mutual Capacitance Sensing Systems, Device, Components and Methods | |
| JPH1097382A (ja) | タッチスクリーン付き端末装置及びタッチスクリーン | |
| JPH05241717A (ja) | タッチパネル装置 | |
| JP2003173238A (ja) | タッチセンサおよびタッチセンサ付き表示装置 | |
| JP5426429B2 (ja) | 入力装置及びそれを備えた表示装置 | |
| US10180751B2 (en) | Sensing device for force and tactile-proximity sensing | |
| JP4178690B2 (ja) | 寄生信号除去式タッチパネル装置 | |
| WO2022070752A1 (ja) | 静電入力装置 | |
| US6151013A (en) | Electrical probe-position sensor | |
| JPS6074014A (ja) | 座標検出パネルの駆動装置 | |
| TWI253584B (en) | Coordinate positioning system of touch panel | |
| CN112148145A (zh) | 具有混合触摸检测的触摸表面 | |
| US20170344169A1 (en) | Integral apparatus for sensing touch and force | |
| GB2241064A (en) | Touch sensitive device | |
| JPS62130420A (ja) | 座標検出装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080215 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090215 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090215 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100215 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100215 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110215 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110215 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120215 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120215 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130215 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130215 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140215 Year of fee payment: 12 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |