(57)【要約】      （修正有）【課題】静電容量型座標入力装置において、座標を検知するパネルがＩＴＯ透明電極シート２枚構造となり、２枚に貼り合わせることで位置ズレや貼り合わせ作業中の傷等が問題となりコスト高となってしまう。１枚のＩＴＯ透明電極シートでマトリックス方式と同等に機能を有する静電容量型座標入力装置を提供する。【解決手段】パネル部は、スイッチ電極をブリッジ抵抗で連結し、連結電極を形成した１枚構成のパネルスイッチを作成しアクリル板等に貼り付ける。制御基板は、連結電極切り替え回路、発振回路を利用した容量変化を周波数に変換するＣ／Ｆ変換回路、閾値データを記憶するための不揮発性メモリ波形の幅が計測できるインプットキャプチャ機能付きカウンタが内蔵されたＣＰＵで構成する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パネルスイッチと、ＣＰＵと、Ｃ／Ｆ変換回路と、不揮発性メモリと、連結切り替え回路とからなる制御基板を有する静電容量型座標入力装置であって、前記パネルスイッチは、ＩＴＯ透明パターンによって形成されたブリッジ抵抗とスイッチ電極を交互に複数個接続した連結電極が複数個並列に設けられており、非接触状態における前記連結電極の静電容量を不揮発性メモリに登録し、接触状態で連結電極切り替え回路により各連結電極の両端を順次切り替え計測した連結電極の静電容量と、不揮発性メモリに登録されている非接触状態の静電容量の差を比較演算することで、スイッチ電極の位置を特定することを特徴とする静電容量型座標入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力方式に静電容量方式を採用した静電容量型座標入力装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１で示す従来の静電容量型座標入力装置は、パネルスイッチと制御基板から構成される。パネルスイッチは、図２で示す複数のＸライン電極と複数のＹライン電極（特開２００８−０５２７９−図２、特開２００７−１４１８１７）で構成されアクリル板や透明なＡＢＳ樹脂板に貼り合わせてものでる。表面パネルに指（導通部材）が近づくと、誘電体（プラスティック、セラミック、ガラス等の絶縁体）をライン電極（複数のＸライン電極と複数のＹライン電極）と指で挟んだ平行板コンデンサが形成され静電容量が増加する。又逆に表面パネルから指が離れると静電容量が減少する。
制御基板は、前記Ｘライン電極とＹライン電極の静電容量の変化をＣ／Ｖ（容量を電圧）変換回路で電圧に変換し、ＣＰＵのＡＤＣ（Ａ／Ｄコンバータ）でデジタルデータに置き換え、演算プログラムよりＸライン電極とＹライン電極の交点を検出することにより座標位置を特定しているのが、静電容量型座標入力装置の一般的な動作原理である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−０５２７２９
【特許文献２】特開２００７−１４１８１７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
静電容量型座標入力装置に於いては、Ｘライン電極とＹライン電極よりマトリックスを構成するため、Ｘライン電極シートとＹライン電極シートの２枚の電極シートで２層構造を形成する必要がある。２層構造を構成するには２つの方法があり、図２−１で示すＸライン電極シートとＹライン電極シートを２枚貼り合わせる方法と、図２−２で示す表面にＸライン電極を作成し裏面にＹライン電極を作成したＩＴＯ透明電極を両面蒸着する方法がある。
【０００５】
ＩＴＯ透明電極を両面蒸着しＸライン電極とＹライン電極を１枚のフィルムで構成することが理想であるが、現時点の技術では歩留まりが悪く（抵抗値を一定の値に保つのが難しい）採算ベースに乗らず実現することは不可能である。又ＩＴＯ透明電極を２枚に貼り合わせる方法も、位置ズレや貼り合わせ作業中の傷等が問題となりコスト高となってしまう。
そこで本発明は上記問題を解決することを目的とし、１枚のＩＴＯ透明電極シートで容量型座標入力装置を提供する事にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
パネルスイッチと、ＣＰＵと、Ｃ／Ｆ変換回路と、不揮発性メモリと、連結切り替え回路とからなる制御基板を有する静電容量型座標入力装置であって、前記パネルスイッチは、ＩＴＯ透明パターンによって形成されたブリッジ抵抗とスイッチ電極を交互に複数個接続した連結電極が複数個並列に設けられており、非接触状態における前記連結電極の静電容量を不揮発性メモリに登録し、接触状態で連結電極切り替え回路により各連結電極の両端を順次切り替え計測した連結電極の静電容量と、不揮発性メモリに登録されている非接触状態の静電容量の差を比較演算することで、スイッチ電極の位置を特定する静電容量型座標入力装置を提案するものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、静電容量型座標入力装置を構成する場合ＩＴＯ透明電極シート１枚で構成可能、貼り合わせ作業もなく低価格な静電容量型座標入力装置を構成可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】従来の静電容量型座標入力装置の構成図
【図２】マトリックス方式のパネルスイッチ
【図３】連結電極方式パネルスイッチの構造
【図４】静電容量型座標入力装置の構成図
【図５】静電容量型座標入力装置のシステム構成図
【図６】座標特定メカニズム１
【図７】座標特定メカニズム２
【図８】座標検出回路
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明は、図４で示す通り連結電極式パネルスイッチと制御基板から構成する。連結電極式パネルスイッチは、図３で示すとおりスイッチ電極をブリッジ抵抗で接続し連結電極を形成しアクリル等の透明板に貼り付けた構造。
制御基板は、パネルスイッチの連結電極を順番に切り替え回路、発振回路を利用した容量変化を周波数変化に変換するＣ／Ｆ変換回路、前記周波数変化を記憶するための不揮発性メモリ、波形の幅が計測できるインプットキャプチャ機能付きカウンタが内蔵されたＣＰＵで構成する。
【実施例】
【００１０】
以下本発明の座標特定メカニズムを図５に基づき説明する。
図５の発振回路で使用しているＬＭＣ５５５の発振周波数はＣ１とＲ１との時定数で決定される。ナショナルセミコンダクタ社製ＬMＣ５５５データシートより周波数の計算式はｆ＝１．４Ｃ×Ｒ（ＬＭＣ５５５  ＣＭＯＳＴｉｍｅｒ用Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ７ページ）で提示されている。前記ＬＭＣ５５５のデータシートに基づき発振周波数を計算式に当てはめると下記計算式になる。
連結電極切り替え回路にて連結電極で非接触状態と接触状態を計算式に当てはめる。
１−１）図６に示す連結電極切り替え回路にてＬ１Ａを接続し周波数を測定  
・非接触状態の周波数の計算式  Ｆ１Ａ＝１．４Ｃ１×Ｒ１
・接触状態の周波数の計算式    ｆ１Ａ＝１．４（Ｃ１×Ｒ１＋Ｃ２×ｍＲ）
・変化量                      Δ１Ａ＝Ｆ１Ａ−ｆ１Ａ＝−１．４Ｃ２×Ｒ
１−２）図７に示す連結電極切り替え回路にてＬ１Ｂを接続し周波数を測定
・非接触状態の周波数の計算式  Ｆ１Ｂ＝１．４Ｃ１×Ｒ１
・接触状態の周波数の計算式    ｆ１Ｂ＝１．４（Ｃ１×Ｒ１＋Ｃ２×ｎＲ）
・変化量                      Δ１Ｂ＝Ｆ１Ｂ−ｆ１Ｂ＝−１．４Ｃ２×ｎＲ
（但しｍ、ｎはブリッジ抵抗の数でｍ＋ｎ＝６、Ｒはブリッジ抵抗で２ＫΩ程度）
１−３）Ｌ１ＡとＬ１Ｂの変化量に対する変化率
・変化率  Δ１Ａ／Δ１Ｂ＝（−１．４Ｃ２×ｍＲ）／（−１．４Ｃ２×ｎＲ）
＝ｍ／ｎ
１−４）ｍ＋ｎ＝６の関係よりスイッチを特定する
ＳＷ０１が接触状態の場合は  ｍ＝１  ｎ＝５のため  ｍ：ｎ＝１：５
ＳＷ０２が接触状態の場合は  ｍ＝２  ｎ＝４のため  ｍ：ｎ＝１：２
ＳＷ０３が接触状態の場合は  ｍ＝３  ｎ＝３のため  ｍ：ｎ＝１：１
ＳＷ０４が接触状態の場合は  ｍ＝４  ｎ＝２のため  ｍ：ｎ＝２：１
ＳＷ０５が接触状態の場合は  ｍ＝１  ｎ＝５のため  ｍ：ｎ＝５：１
前記理論に基づき連結電極両端（Ｌ１ＡとＬ１Ｂ）の周波数を測定することで接触状態のスイッチを特定することができる。以下同様に連結電極両端のＬ２Ａ，Ｌ２Ｂ、Ｌ３Ａ、Ｌ３Ｂ、Ｌ４Ａ，Ｌ４Ｂの周波数を測定することでどのスイッチが接触状態であるかを特定することができる。
【００１１】
まず始めに図８で示したパネルスイッチの非接触状態を測定するためにＣＰＵのＩ／Ｏ端子２より連結電極切り替え回路に対し、Ｌ１Ａラインが接続されるように制御信号を出力し、Ｃ／Ｆ変換回路から出力される周波数をＣＰＵのインプットキャプチャ機能により周波数を測定し、前記測定した周波数データをＣＰＵのＩ／Ｏ端子１に接続された不揮発性メモリに登録する。又同様にＣＰＵのＩ／Ｏ端子２より連結電極切り替え回路に対し順番にＬ１Ｂ, Ｌ２Ａ，Ｌ２Ｂ，Ｌ３Ａ，Ｌ３Ｂ，Ｌ４Ａ，Ｌ４Ｂと順番に周波数を測定し不揮発性メモリに登録する。その時の値をＦ１Ａ，Ｆ１Ｂ, Ｆ２Ａ，Ｆ２Ｂ，Ｆ３Ａ，Ｆ３Ｂ，Ｆ４Ａ，Ｆ４Ｂとする。
次に接触状態を測定する時Ｌ１ＡはＳＷ０１を測定するＬ１ＢはＳＷ０５、Ｌ２ＡはＳＷ０６、Ｌ２ＢはＳＷ１０、Ｌ３ＡはＳＷ１１、Ｌ３ＢはＳＷ１５、Ｌ４ＡはＳＷ１６、Ｌ４ＢはＳＷ２０を接触状態で周波数を測定し不揮発性メモリに登録する。その時不揮発性メモリに記憶した非接触状態の周波数から接触状態の周波数を引いた値を変化量とし、バラツキや誤差を考慮して変化量の７０％を接触状態の閾値データとし不揮発性メモリに登録する。
【００１２】
次に図８に基づきＳＷ０７が接触状態であること特定する方法について説明する。連結電極切り替え回路より、Ｌ１ＡからＬ４Ｂまで順番に周波数の変化量が不揮発性メモリに登録されてある閾値データを超えているか測定する。Ｌ２Ａ及びＬ２Ｂが閾値データを超えているため、ＳＷ０６からＳＷ１０どれかのスイッチが接触状態であることが確認できる。連結電極切り替え回路によりＬ２Ａに接続し変化量Δ２Ａを測定する。次に連結電極切り替え回路によりＬ２Ｂに接続し変化量Δ２Ｂを測定する。
前記理論に基づき変化率  Δ２Ａ／Δ２Ｂ＝０．５になったためＳＷ０７が接触状態であることが判断できる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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