(57)【要約】【課題】  タッチパネル上へ接触が行われたときの接触位置の検出精度の低下を回避し、高い精度で接触位置を検出できる接触位置座標検出方法および装置を提供すること。【解決手段】  一系統の誤差増幅器９や振幅検波回路１０を用いて、タッチパネル１の各電極２，３，４，５から出力されるタッチパネル出力信号を巡回型スイッチ回路８により巡回的に切り替えて入力するとともに、巡回的に常時更新される温度ドリフトオフセット誤差信号と、電源投入時または再補正動作信号が与えられたときにのみ保持されるオフセット誤差信号とをもとに、タッチパネル１の各電極２，３，４，５から出力されるタッチパネル出力信号に対しオフセット補償を行い、検出チャネル間の回路特性のバラツキ、初期オフセット、温度ドリフトに伴って発生する温度ドリフトオフセット誤差信号による座標算出用演算回路５３の演算結果に生ずる誤差を有効に低減する。【選択図】図１
2006285518.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タッチパネルを構成する絶縁された導電層の所定の位置に設けられた複数の電極から出力されたタッチパネル出力信号を検出回路により増幅し、前記増幅したタッチパネル出力信号をもとに前記タッチパネル上へ接触が行われたときの位置座標を検出する接触位置座標検出方法において、
前記検出回路を単一の検出回路により構成し、
前記タッチパネルに対し接触が行われていないときの前記タッチパネルおよび前記タッチパネル出力信号を増幅する前記検出回路における初期オフセット誤差を検出する初期オフセット誤差検出手順と、
前記初期オフセット誤差検出手順で検出した初期オフセット誤差を保持する初期オフセット誤差保持手順と、
前記タッチパネル出力信号を増幅する前記検出回路を含む処理回路の温度ドリフトに伴う温度ドリフトオフセット誤差の検出と保持、および前記複数の電極から出力されたタッチパネル出力信号の検出と増幅を前記検出回路を用いて巡回的に行い、前記検出し増幅したタッチパネル出力信号を、前記初期オフセット誤差保持手順で保持した初期オフセット誤差と、前記保持した温度ドリフトオフセット誤差とをもとにオフセット補償する補償手順と、
前記補償手順でオフセット補償した前記タッチパネル出力信号をもとに前記タッチパネル上へ接触が行われたときの前記位置座標を演算する演算手順と、
を備えたことを特徴とする接触位置座標検出方法。
【請求項２】
前記補償手順は、前記検出回路を用いて巡回的に検出し増幅した前記タッチパネル出力信号を、前記初期オフセット誤差保持手順により保持した初期オフセット誤差と、前記タッチパネル出力信号を検出し増幅した周期と同一の周期において保持した前記温度ドリフトオフセット誤差とをもとにオフセット補償することを特徴とする請求項１記載の接触位置座標検出方法。
【請求項３】
前記補償手順では、前記検出回路を用いて増幅したタッチパネル出力信号を、前記初期オフセット誤差保持手順で保持した初期オフセット誤差と、前記保持した温度ドリフトオフセット誤差とをもとに、単一のオフセットキャンセル回路によりオフセット補償することを特徴とする請求項１記載の接触位置座標検出方法。
【請求項４】
前記検出回路は、誤差増幅器および振幅検波回路を含むことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の接触位置座標検出方法。
【請求項５】
タッチパネルを構成する絶縁された導電層の所定の位置に設けられた複数の電極から出力されたタッチパネル出力信号を検出回路により増幅し、前記増幅したタッチパネル出力信号をもとに、前記タッチパネル上へ接触が行われたときの位置座標を検出する接触位置座標検出装置において、
前記検出回路を単一の検出回路により構成し、
前記タッチパネルに対し接触が行われていないときの前記タッチパネルおよび前記タッチパネル出力信号を増幅する前記検出回路における初期オフセット誤差を検出する初期オフセット誤差検出手段と、
前記初期オフセット誤差検出手段により検出した初期オフセット誤差を保持する初期オフセット誤差保持手段と、
前記タッチパネル出力信号を増幅する前記検出回路を含む処理回路の温度ドリフトに伴う温度ドリフトオフセット誤差の検出と保持、および前記複数の電極から出力されたタッチパネル出力信号の検出と増幅を前記検出回路を用いて巡回的に行うサイクリック手段と、
前記サイクリック手段により巡回的に検出し増幅した前記タッチパネル出力信号を、前記初期オフセット誤差保持手段で保持した初期オフセット誤差と、前記サイクリック手段により巡回的に保持した前記温度ドリフトオフセット誤差とをもとにオフセット補償する補償手段と、
前記補償手段でオフセット補償した前記タッチパネル出力信号をもとに前記タッチパネル上へ接触が行われたときの前記位置座標を演算する演算手段と、
を備えたことを特徴とする接触位置座標検出装置。
【請求項６】
前記補償手段は、前記検出回路を用いて巡回的に増幅した前記タッチパネル出力信号を、前記初期オフセット誤差保持手段により保持した初期オフセット誤差と、前記タッチパネル出力信号を検出し増幅した周期と同一の周期において保持した前記温度ドリフトオフセット誤差とをもとにオフセット補償することを特徴とする請求項５記載の接触位置座標検出装置。
【請求項７】
前記補償手段は、前記検出回路を用いて検出し増幅したタッチパネル出力信号を、前記初期オフセット誤差保持手段で保持した初期オフセット誤差と、前記保持した温度ドリフトオフセット誤差とをもとに、単一のオフセットキャンセル回路によりオフセット補償することを特徴とする請求項５記載の接触位置座標検出装置。
【請求項８】
前記検出回路は、誤差増幅器および振幅検波回路を含むことを特徴とする請求項５乃至７の何れか１項記載の接触位置座標検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電層を有するタッチパネル上へ、例えば指先などによる接触が行われたときの接触位置を精度良く検出できる接触位置座標検出方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、タッチパネルを使用したユーザインタフェースが注目されてきている。このようなタッチパネルを使用したユーザインタフェースとしては、従来いろいろな方式のユーザインタフェースが開発されているが、いずれもユーザの触れたタッチパネル上の位置の座標を精度良く検出する必要がある。
図５は、タッチパネル上の例えば指先などによる接触が行われたときの接触位置の座標を静電容量検出方式により検出する従来の接触位置座標検出装置の構成を示す回路図である。この接触位置座標検出装置は、抵抗膜を有するタッチパネル表面の絶縁層へ触れたときの人体の静電容量Ｃを介して流れる電流を検出する検出回路を含むタッチパネル１０１と、前記検出された電流値から前記タッチパネル上の接触位置の座標を算出する座標算出用演算回路とを備えている。
図６は、タッチパネル１０１の構成を示す構造図であり、同図（ａ）はタッチパネル１０１の平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）におけるＡ−Ａ´断面を示す断面構造図である。図６（ａ）、（ｂ）に示すように、タッチパネル１０１は、絶縁基板２０１上に導電層２０２を設け、さらに導電層２０２の上に絶縁層２０４を設け、導電層２０２の四隅に電極１０２，１０３，１０４，１０５を取り付けた構成である。
【０００３】
図５に示すように、前記検出回路は、電流検出抵抗回路１０６と差動実効値検波回路１０７，１０８，１０９，１１０と交流基準信号を出力する基準信号源１２１とを備えている。また、前記座標算出用演算回路は、加算回路１１１，１１３，１１４とＸ軸座標演算回路１１２とＹ軸座標演算回路１１５とを備えている。
電流検出抵抗回路１０６は、タッチパネル表面の絶縁層へ触れた人体の静電容量Ｃと、電極１０２，１０３，１０４，１０５とタッチパネル表面上の接触位置との間の前記導電層２０２によるインピーダンスに応じてタッチパネル１０１の電極１０２，１０３，１０４，１０５へそれぞれ流れる電流を検出するための電流検出抵抗Ｒを有している。この電流検出抵抗Ｒは、電極１０２，１０３，１０４，１０５へそれぞれ流れる電流に応じた電圧降下量がその両端に発生する。
差動実効値検波回路１０７は、タッチパネル１０１の電極１０２へ流れる電流に応じて前記電流検出抵抗Ｒの両端から出力される電圧降下量の差分を増幅回路により増幅し検波し、前記電流の実効値に応じた直流電圧Ｖａを出力する回路である。
差動実効値検波回路１０８は、タッチパネル１０１の電極１０３へ流れる電流に応じて前記電流検出抵抗Ｒの両端から出力される電圧降下量の差分を増幅回路により増幅し検波し、前記電流の実効値に応じた直流電圧Ｖｄを出力する回路である。
差動実効値検波回路１０９は、タッチパネル１０１の電極１０４へ流れる電流に応じて前記電流検出抵抗Ｒの両端から出力される電圧降下量の差分を増幅回路により増幅し検波し、前記電流の実効値に応じた直流電圧Ｖｃを出力する回路である。
差動実効値検波回路１１０は、タッチパネル１０１の電極１０５へ流れる電流に応じて前記電流検出抵抗Ｒの両端から出力される電圧降下量の差分を増幅回路により増幅し検波し、前記電流の実効値に応じた直流電圧Ｖｂを出力する回路である。
基準信号源１２１は、前記各電流検出抵抗Ｒを介してタッチパネル１０１の電極１０２，１０３，１０４，１０５へ前記交流基準信号を供給するものである。
【０００４】
前記座標算出用演算回路の加算回路１１１は、差動実効値検波回路１０７の出力と差動実効値検波回路１０８の出力とを加算する回路である。加算回路１１３は、差動実効値検波回路１０７の出力と差動実効値検波回路１０８の出力と差動実効値検波回路１０９の出力と差動実効値検波回路１１０の出力とを加算する回路である。加算回路１１４は、差動実効値検波回路１０８の出力と差動実効値検波回路１０９の出力とを加算する回路である。
Ｘ軸座標演算回路１１２は、加算回路１１１の加算結果と加算回路１１３の加算結果とをもとに、タッチパネル１０１における接触が行われた位置のＸ軸方向の座標計算を所定の演算式“（Ｖａ＋Ｖｄ）／（Ｖａ＋Ｖｂ＋Ｖｃ＋Ｖｄ）”を用いて行う回路である。Ｙ軸座標演算回路１１５は、加算回路１１３の加算結果と加算回路１１４の加算結果とをもとに、タッチパネル１０１における接触が行われた位置のＹ軸方向の座標計算を所定の演算式“（Ｖｃ＋Ｖｄ）／（Ｖａ＋Ｖｂ＋Ｖｃ＋Ｖｄ）”を用いて行う回路である。
【０００５】
次に動作について説明する。
この接触位置座標検出装置では、交流基準信号が基準信号源１２１から四隅に取り付けられた電極１０２，１０３，１０４，１０５へ供給されており、電極１０２，１０３，１０４，１０５からタッチパネル表面の絶縁層へ触れた指先などを経由し、人体の静電容量Ｃを介して交流電流が流れ、タッチパネル１０１の電極１０２，１０３，１０４，１０５→人体→検出回路の基準信号源１２１→タッチパネル１０１という経路の電流ループが形成される。このとき、タッチパネル表面の絶縁層の接触が行われた位置に応じて電極１０２，１０３，１０４，１０５から人体の静電容量Ｃを介して流れる交流電流に偏りが発生する。この交流電流の偏りから前記座標算出用演算回路によりタッチパネル表面の絶縁層上の接触が行われた位置の座標を前記所定の演算式により求めている。タッチパネル表面の絶縁層へ接触が行われていないときには、前記電流ループは形成されず、前記交流電流は流れない。しかしながら、検出しなければならない前記交流電流は数μアンペア程度の微小電流であることから、差動実効値検波回路１０７，１０８，１０９，１１０に用いられる増幅回路の増幅度は、電圧増幅度換算値で７０ｄＢ〜８５ｄＢ程度必要となる。
このようなタッチパネルにおける接触が行われた位置を検出するものとしては、抵抗膜を有するタッチパネルの接触が行われた位置をパルス信号を用いて検出する座標検出装置がある（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００４−２４６６５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
かかる従来の接触位置座標検出装置においては、検出しなければならない交流電流は数μアンペア程度の微小電流であり、これを高い増幅度の増幅回路で増幅することから、この増幅回路がアナログ増幅器である場合、直流オフセット、交流オフセット、タッチパネルの構造的、電気的特性のバラツキなどを含む初期オフセットの発生、温度ドリフトの発生、および前記タッチパネル１０１の各電極に対し設けられた差動実効値検波回路ごとのチャネル間オフセットの発生が、タッチパネル上での接触が行われた位置の検出精度を低下させる要因となる課題があった。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、タッチパネル上へ接触が行われたときの接触位置の検出精度の低下を回避し、高い精度で接触位置を検出できる接触位置座標検出方法および装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の目的を達成するため、本発明にかかる接触位置座標検出方法は、タッチパネル出力信号を増幅する検出回路を単一の検出回路により構成し、タッチパネルに対し接触が行われていないときの前記タッチパネルおよび前記タッチパネル出力信号を増幅する前記検出回路における初期オフセット誤差を検出する初期オフセット誤差検出手順と、前記初期オフセット誤差検出手順で検出した初期オフセット誤差を保持する初期オフセット誤差保持手順と、前記タッチパネル出力信号を増幅する前記検出回路を含む処理回路の温度ドリフトに伴う温度ドリフトオフセット誤差の検出と保持、および前記複数の電極から出力されたタッチパネル出力信号の検出と増幅を前記検出回路を用いて巡回的に行い、前記検出し増幅したタッチパネル出力信号を、前記初期オフセット誤差保持手順で保持した初期オフセット誤差と、前記保持した温度ドリフトオフセット誤差とをもとにオフセット補償する補償手順と、前記補償手順でオフセット補償した前記タッチパネル出力信号をもとに前記タッチパネル上へ接触が行われたときの位置座標を演算する演算手順とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
本発明にかかる接触位置座標検出装置は、タッチパネル出力信号を増幅する検出回路を単一の検出回路により構成し、タッチパネルに対し接触が行われていないときの前記タッチパネルおよび前記タッチパネル出力信号を増幅する前記検出回路における初期オフセット誤差を検出する初期オフセット誤差検出手段と、前記初期オフセット誤差検出手段により検出した初期オフセット誤差を保持する初期オフセット誤差保持手段と、前記タッチパネル出力信号を増幅する前記検出回路を含む処理回路の温度ドリフトに伴う温度ドリフトオフセット誤差の検出と保持、および前記複数の電極から出力されたタッチパネル出力信号の検出と増幅を前記検出回路を用いて巡回的に行うサイクリック手段と、前記サイクリック手段により巡回的に検出し増幅した前記タッチパネル出力信号を、前記初期オフセット誤差保持手段で保持した初期オフセット誤差と、前記サイクリック手段により巡回的に保持した前記温度ドリフトオフセット誤差とをもとにオフセット補償する補償手段と、前記補償手段でオフセット補償した前記タッチパネル出力信号をもとに前記タッチパネル上へ接触が行われたときの位置座標を演算する演算手段とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、タッチパネル出力信号を増幅する検出回路を単一の検出回路により構成し、保持された初期オフセット誤差信号と、巡回的に検出され保持された温度ドリフトオフセット誤差信号とをもとに、タッチパネルの各電極から出力されるタッチパネル出力信号に対しオフセット補償を行うため、前記タッチパネルと前記検出回路の電気的特性や調整のばらつきなどを原因とする初期オフセット誤差がタッチパネル出力信号に与える悪影響から派生する位置座標の演算結果に生ずる誤差、および、温度ドリフトに伴って発生する前記検出回路を含む処理回路の温度ドリフトオフセット誤差から派生する、前記タッチパネル上へ接触が行われたときの位置座標の演算結果に生ずる誤差を有効に低減でき、タッチパネル上の接触位置の検出精度の低下を回避し、高い精度で接触位置を検出できる接触位置座標検出方法および装置を提供できる効果がある。
【００１１】
また、タッチパネルの各電極から出力されるタッチパネル出力信号を増幅する検出回路を単一の検出回路により構成することから、各タッチパネル出力信号を検出するチャネル間の回路特性の同等性を維持する必要がなくなり、検出チャネル間の回路特性のバラツキを原因とする、前記タッチパネル上へ接触が行われたときの位置座標の演算結果に発生する誤差を有効に低減でき、タッチパネル上の接触位置の検出精度の低下を回避し、高い精度で接触位置を検出できる接触位置座標検出方法および装置を提供できる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
タッチパネル上へ接触が行われたときの接触位置の検出精度の低下を回避し、高い精度で接触位置を検出できる接触位置座標検出方法を提供するという目的を、タッチパネル出力信号を増幅する検出回路を単一の検出回路により構成し、前記タッチパネルに対し接触が行われていないときの前記タッチパネルおよび前記タッチパネル出力信号を増幅する前記検出回路における初期オフセット誤差を検出し、前記検出した初期オフセット誤差を保持し、前記タッチパネル出力信号を増幅する前記検出回路を含む処理回路の温度ドリフトに伴う温度ドリフトオフセット誤差の検出と保持、および前記複数の電極から出力されたタッチパネル出力信号の検出と増幅を前記検出回路を用いて巡回的に行い、前記検出し増幅したタッチパネル出力信号を、前記保持した初期オフセット誤差と、前記保持した温度ドリフトオフセット誤差とをもとにオフセット補償し、前記補償したタッチパネル出力信号をもとに前記タッチパネル上へ接触が行われたときの位置座標を演算することで実現した。
【００１３】
また、タッチパネル上へ接触が行われたときの接触位置の検出精度の低下を回避し、高い精度で接触位置を検出できる接触位置座標検出装置を提供するという目的を、タッチパネル出力信号を増幅する検出回路を単一の検出回路により構成し、前記タッチパネルに対し接触が行われていないときの前記タッチパネルおよび前記タッチパネル出力信号を増幅する前記検出回路における初期オフセット誤差を初期オフセット誤差検出手段により検出し、前記初期オフセット誤差検出手段により検出した初期オフセット誤差を初期オフセット誤差保持手段により保持し、前記タッチパネル出力信号を増幅する前記検出回路を含む処理回路の温度ドリフトに伴う温度ドリフトオフセット誤差の検出と保持、および前記複数の電極から出力されたタッチパネル出力信号の検出と増幅を前記検出回路を用いてサイクリック手段により巡回的に行い、前記サイクリック手段により巡回的に検出し増幅した前記タッチパネル出力信号を、前記初期オフセット誤差保持手段で保持した初期オフセット誤差と、前記サイクリック手段により巡回的に保持した前記温度ドリフトオフセット誤差とをもとに補償手段によりオフセット補償し、前記補償手段でオフセット補償した前記タッチパネル出力信号をもとに前記タッチパネル上へ接触が行われたときの位置座標を演算手段により演算することで実現した。
【実施例１】
【００１４】
図１は、この実施例１の接触位置座標検出装置の構成を示す回路図である。この接触位置座標検出装置は、抵抗膜を有するタッチパネル表面へ、例えば指先などにより触れたときの人体の静電容量Ｃを介して流れる電流を検出する検出回路５１を含むタッチパネル１と、この実施例１の接触位置座標検出装置の特徴である、従来の接触位置座標検出装置において問題点であった初期オフセットおよび温度ドリフトを自動補正し、またチャネル間オフセットの発生を回避するためのオフセット補償回路５２と、前記検出された電流値から前記タッチパネル上へ触れたときの位置の座標を算出する座標算出用演算回路５３とを備えている。
図２は、この実施例１の接触位置座標検出装置におけるタッチパネル１の構成を示す構造図であり、図２（ａ）はタッチパネル１の平面図、同図（ｂ）は図２（ａ）におけるＡ−Ａ´断面を示す断面構造図である。図２（ａ）、（ｂ）に示すように、タッチパネル１は、絶縁基板１１上に導電層１２を設け、さらに導電層１２の上に絶縁層１４を設け、導電層１２の四隅に電極２，３，４，５を取り付けた構成である。
【００１５】
また、図１に示すように、前記検出回路５１は、電流検出抵抗回路６と、タッチパネル１へ触れたときにそのタッチパネル１の電極２，３，４，５へ流れる微小交流電流に応じたタッチパネル出力信号および基準信号源１２１から出力される交流基準信号を切り替える巡回型スイッチ回路８と、前記タッチパネル出力信号を増幅する誤差増幅器９と、前記誤差増幅器９の出力を検波する振幅検波回路１０とを備えている。
【００１６】
電流検出抵抗回路６は、タッチパネル１の表面の絶縁層１４へ触れたときの人体の静電容量Ｃと、電極２，３，４，５とタッチパネル表面上の接触位置との間の前記導電層１２によるインピーダンスに応じてタッチパネル１の電極２，３，４，５へそれぞれ流れる電流を検出するための電流検出抵抗Ｒを有している。基準信号源１２１は、前記各電流検出抵抗Ｒを介してタッチパネル１０１の電極１０２，１０３，１０４，１０５へ前記交流基準信号を供給しており、このため前記電流検出抵抗Ｒは、電極２，３，４，５へそれぞれ流れる電流に応じた電圧降下量をタッチパネル出力信号としてその両端に発生させる。
【００１７】
巡回型スイッチ回路８では、後述するシーケンシャル制御回路２９から出力される制御信号をもとに、固定接点端子Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４，Ｋ５と可動接点端子Ｋ０との間の導通状態および非導通状態が切り替えられる。巡回型スイッチ回路８の固定接点端子Ｋ１には、基準信号源１２１からの交流基準信号が供給されている。また、固定接点端子Ｋ２には、タッチパネル１の電極２へ流れる電流に応じたタッチパネル出力信号Ｖａが供給される。また、固定接点端子Ｋ３には、タッチパネル１の電極３へ流れる電流に応じたタッチパネル出力信号Ｖｂが供給される。また、固定接点端子Ｋ４には、タッチパネル１の電極４へ流れる電流に応じたタッチパネル出力信号Ｖｃが供給される。また、固定接点端子Ｋ５には、タッチパネル１の電極５へ流れる電流に応じたタッチパネル出力信号Ｖｄが供給される。
誤差増幅器９はアナログ演算回路９Ａとアナログ増幅器９Ｂとを備え、タッチパネル１へ触れた位置の検出精度の低下の要因となる各種誤差を補償するために用いるオフセット誤差信号、またはタッチパネル１へ触れたときの各電極２，３，４，５に流れる微小交流電流に応じたタッチパネル出力信号を増幅し出力する回路である。
【００１８】
前記アナログ演算回路９Ａは、巡回型スイッチ回路８の可動接点端子Ｋ０が固定接点端子Ｋ２と導通状態にある期間の前記電流検出抵抗Ｒの電圧降下量をもとにタッチパネル１へ触れたときの電極２のタッチパネル出力信号をアナログ演算し前記アナログ増幅器９Ｂへ出力する。また、巡回型スイッチ回路８の可動接点端子Ｋ０が固定接点端子Ｋ３と導通状態にある期間の前記電流検出抵抗Ｒの電圧降下量をもとにタッチパネル１へ触れたときの電極３のタッチパネル出力信号をアナログ演算し前記アナログ増幅器９Ｂへ出力する。また、巡回型スイッチ回路８の可動接点端子Ｋ０が固定接点端子Ｋ４と導通状態にある期間の前記電流検出抵抗Ｒの電圧降下量をもとにタッチパネル１へ触れたときの電極４のタッチパネル出力信号をアナログ演算し前記アナログ増幅器９Ｂへ出力する。また、巡回型スイッチ回路８の可動接点端子Ｋ０が固定接点端子Ｋ５と導通状態にある期間の前記電流検出抵抗Ｒの電圧降下量をもとにタッチパネル１へ触れたときの電極５のタッチパネル出力信号をアナログ演算し前記アナログ増幅器９Ｂへ出力する。
【００１９】
また、前記アナログ演算回路９Ａは、巡回型スイッチ回路８の可動接点端子Ｋ０が固定接点端子Ｋ２と導通状態にある期間の前記電流検出抵抗Ｒの電圧降下量をもとにタッチパネル１へ触れていないときの電極２についてのオフセット誤差信号をアナログ演算し前記アナログ増幅器９Ｂへ出力する。また、巡回型スイッチ回路８の可動接点端子Ｋ０が固定接点端子Ｋ３と導通状態にある期間の前記電流検出抵抗Ｒの電圧降下量をもとにタッチパネル１へ触れていないときの電極３についてのオフセット誤差信号をアナログ演算し前記アナログ増幅器９Ｂへ出力する。また、巡回型スイッチ回路８の可動接点端子Ｋ０が固定接点端子Ｋ４と導通状態にある期間の前記電流検出抵抗Ｒの電圧降下量をもとにタッチパネル１へ触れていないときの電極４についてのオフセット誤差信号をアナログ演算し前記アナログ増幅器９Ｂへ出力する。また、巡回型スイッチ回路８の可動接点端子Ｋ０が固定接点端子Ｋ５と導通状態にある期間の前記電流検出抵抗Ｒの電圧降下量をもとにタッチパネル１へ触れていないときの電極５についてのオフセット誤差信号をアナログ演算し前記アナログ増幅器９Ｂへ出力する。
前記アナログ増幅器９Ｂは、前記アナログ演算回路９Ａの出力を増幅し出力する。
【００２０】
また、巡回型スイッチ回路８の可動接点端子Ｋ０が固定接点端子Ｋ１と導通状態にある期間では、前記アナログ演算回路９Ａには交流基準信号のみが入力されるため、このときの前記アナログ増幅器９Ｂからの出力は前記アナログ演算回路９Ａ、アナログ増幅器９Ｂにおける温度ドリフトに伴う出力であり、これが温度ドリフトに伴う温度ドリフトオフセット誤差信号として誤差増幅器９から出力され、オフセット補償・ノイズフィルタ回路２０において温度ドリフトに伴うオフセットを補償する温度ドリフトオフセット誤差信号としてオフセット補償に用いられる。また、この温度ドリフトオフセット誤差信号は、ストレーによる変位、誤差増幅器９自体の誤差、および振幅検波回路１０の誤差などを含むオフセット、巡回型スイッチ回路３１の誤差、サンプルホールド回路３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３２ｅにおける誤差を含む主に温度ドリフトに伴うものである。
【００２１】
振幅検波回路１０は、前記誤差増幅器９から出力される前記タッチパネル出力信号、オフセット誤差信号および温度ドリフトオフセット誤差信号の直流レベルを検出する回路である。
【００２２】
前記オフセット補償回路５２は、オフセット補償・ノイズフィルタ回路２０と、Ａ／Ｄ・Ｄ／Ａコンバータ２１，２３，２５，２７と、シーケンシャル制御回路２９と、オフセット補償・ノイズフィルタ回路２０の出力を切り替える巡回型スイッチ回路３１と、サンプルホールド回路３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３２ｅを有したサンプルホールドユニット３２と、前記サンプルホールド回路３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３２ｅの各キャパシタ４１，４２，４３，４４，４５とを備えている。
【００２３】
Ａ／Ｄ・Ｄ／Ａコンバータ２１，２３，２５，２７は、Ａ／Ｄ変換機能およびＤ／Ａ変換機能と、電源投入時および再補正動作のトリガとなる再補正動作信号がシーケンシャル制御回路２９へ出力されたとき、前記Ａ／Ｄ変換機能によりディジタルデータに変換した振幅検波回路１０の出力（誤差増幅器９から出力された、タッチパネル１へ触れていないときの電極２，３，４，５の前記オフセット誤差信号のディジタル値）を保持するラッチ回路とをそれぞれ備えている。
【００２４】
オフセット補償・ノイズフィルタ回路２０は、加減算器およびノイズフィルターを備えたオフセット補償を行う回路である。このオフセット補償・ノイズフィルタ回路２０では、Ａ／Ｄ・Ｄ／Ａコンバータ２１，２３，２５，２７の前記各ラッチ回路に保持された前記オフセット誤差信号と、サンプルホールド回路３２ｅのキャパシタ４５に保持された温度ドリフトオフセット誤差信号とをもとに、振幅検波回路１０において直流レベルとして検出され出力された前記タッチパネル出力信号のオフセット補償を行う。
【００２５】
シーケンシャル制御回路２９は、電源投入および再補正動作のトリガとなる再補正動作信号が与えられたタイミングで、巡回型スイッチ回路８の可動接点端子Ｃ０と固定接点端子Ｃ１との間を導通状態にした後、巡回型スイッチ回路８を１巡回動作させるための制御信号を出力する。また、このとき振幅検波回路１０から出力された前記オフセット誤差信号をＡ／Ｄ・Ｄ／Ａコンバータ２１，２３，２５，２７の前記各ラッチ回路へ保持させるための制御信号を出力する。また、サンプルホールド回路３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄへ保持されている前記タッチパネル出力信号を初期値にリセットするとともに、巡回型スイッチ回路３１の固定接点端子Ｃ１を介して出力された前記温度ドリフトオフセット誤差信号をサンプルホールド回路３２ｅのキャパシタ４５へ保持させるための制御信号をサンプルホールドユニット３２へ出力する。
電源投入および再補正動作のトリガとなる再補正動作信号が与えられた後は、巡回型スイッチ回路８と巡回型スイッチ回路３１とを同期させて可動接点端子と固定接点端子との間の導通状態および非導通状態を切り替えるための制御信号を出力する。
【００２６】
巡回型スイッチ回路３１は、電源投入および再補正動作のトリガとなる再補正動作信号が与えられた後は、シーケンシャル制御回路２９から出力される前記制御信号をもとに可動接点端子Ｃ０と固定接点端子Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５との間の導通状態および非導通状態が切り替えられ、前記巡回型スイッチ回路８と同期して前記導通状態および非導通状態の切り替えを行う。すなわち、巡回型スイッチ回路３１の可動接点端子Ｃ０と固定接点端子Ｃ１とが導通状態に切り替えられている期間では、巡回型スイッチ回路８においても可動接点端子Ｋ０と固定接点端子Ｋ１とが導通状態に切り替えられている。また、巡回型スイッチ回路３１の可動接点端子Ｃ０と固定接点端子Ｃ２とが導通状態に切り替えられている期間では、巡回型スイッチ回路８においても可動接点端子Ｋ０と固定接点端子Ｋ２とが導通状態に切り替えられており、同様に可動接点端子Ｃ０と固定接点端子Ｃ３とが導通状態に切り替えられている期間では、巡回型スイッチ回路８においても可動接点端子Ｋ０と固定接点端子Ｋ３とが導通状態に、また、可動接点端子Ｃ０と固定接点端子Ｃ４とが導通状態に切り替えられている期間では、巡回型スイッチ回路８においても可動接点端子Ｋ０と固定接点端子Ｋ４とが導通状態に、可動接点端子Ｃ０と固定接点端子Ｃ５とが導通状態に切り替えられている期間では、巡回型スイッチ回路８においても可動接点端子Ｋ０と固定接点端子Ｋ５とが導通状態に切り替えられる。
【００２７】
この結果、電源投入時および再補正動作のトリガとなる再補正動作信号が与えられた期間においては、先ずこのときの温度ドリフトオフセット誤差信号の初期値がサンプルホールド回路３２ｅに保持され、そして、オフセット誤差信号がＡ／Ｄ・Ｄ／Ａコンバータ２１，２３，２５，２７の前記各ラッチ回路へ保持される。
すなわち巡回型スイッチ回路３１の可動接点端子Ｃ０と固定接点端子Ｃ１とが導通状態に切り替えられている期間においては、巡回型スイッチ回路８においても可動接点端子Ｋ０と固定接点端子Ｋ１とが導通状態に切り替えられており、前記温度ドリフトに伴うオフセットを補償する温度ドリフトオフセット誤差信号がサンプルホールド回路３２ｅのキャパシタ４５に保持される。電源投入時および再補正動作のトリガとなる再補正動作信号が与えられた後は、この温度ドリフトオフセット誤差信号は、巡回型スイッチ回路８，３１が１巡回動作するごとに新しい温度ドリフトオフセット誤差信号に更新されてサンプルホールド回路３２ｅへ保持される。
【００２８】
この結果、電源投入時および再補正動作のトリガとなる再補正動作信号が与えられた期間経過後、タッチパネル１へ触れると、その位置座標を算出するためのタッチパネル出力信号がオフセット補償されてサンプルホールドユニット３２のキャパシタ４１，４２，４３，４４に保持され、座標算出用演算回路５３でＸ座標方向およびＹ座標方向の位置検出出力が求められる。この座標算出用演算回路５３の加算回路３３は、サンプルホールド回路３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄにより保持された各タッチパネル出力信号を加算する回路である。加算回路３４は、サンプルホールド回路３２ａにより保持されたタッチパネル出力信号とサンプルホールド回路３２ｃにより保持されたタッチパネル出力信号とを加算する回路である。加算回路３６は、サンプルホールド回路３２ｃにより保持されたタッチパネル出力信号とサンプルホールド回路３２ｄにより保持されたタッチパネル出力信号とを加算する回路である。また、Ｘ軸座標演算回路３５は、加算回路３４の加算結果と加算回路３３の加算結果とにより、オフセット補償された各タッチパネル出力信号Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃ，Ｖｄをもとに、タッチパネル１に触れたときの接触位置のＸ軸方向の座標を、所定の演算式“（Ｖａ＋Ｖｄ）／（Ｖａ＋Ｖｂ＋Ｖｃ＋Ｖｄ）”を用いて行う回路である。Ｙ軸座標演算回路３７は、加算回路３３の加算結果と加算回路３６の加算結果とをもとに、タッチパネル１に接触したときの接触位置のＹ軸方向の座標を所定の演算式“（Ｖｃ＋Ｖｄ）／（Ｖａ＋Ｖｂ＋Ｖｃ＋Ｖｄ）”を用いて行う回路である。
【００２９】
次に動作について説明する。
図３は、この実施例１の接触位置座標検出装置の各部の動作を示すタイミングチャートである。図４は、この実施例１の接触位置座標検出装置に適用される接触位置座標検出方法を示すフローチャートである。
以下、図１に示した接触位置座標検出装置のブロック図と、図３のタイミングチャート、および図４のフローチャートに従ってこの実施例１の接触位置座標検出方法の動作を説明する。図４のフローチャートに示すように、電源投入時に初期リセットパルスが発生すると、この初期リセットパルスにより規定されるリセット期間、各部の初期リセットが行われる（ステップＳ１、ステップＳ２）。このリセット期間は、図３（ｂ）に示すリセット１信号をトリガとした図３（ｄ）に示すリセット２信号が出力されている期間、または図３（ｍ）に示すＣＡＬ  ＴＭ信号が“Ｈｉｇｈ”レベルとなっている期間Ｔｒである。この初期リセットにより巡回型スイッチ回路８では固定接点端子Ｋ２と可動接点端子Ｋ０とが導通した状態に初期設定され、また巡回型スイッチ回路３１では固定接点端子Ｃ２と可動接点端子Ｃ０とが導通した状態に初期設定される。
このリセット期間が経過すると、先ず、この接触位置座標検出装置起動時の温度に応じた温度ドリフトオフセット誤差信号の初期値の検出を行う（ステップＳ３）。そして、前記検出した温度ドリフトオフセット誤差信号の初期値をサンプルホールド回路３２ｅのキャパシタ４５へ保持する（ステップＳ４）。次に、タッチパネル１の電極２，３，４，５に対応するオフセット誤差信号の検出を行い（ステップＳ５）、対応するＡ／Ｄ・Ｄ／Ａコンバータ２１，２３，２５，２７の前記各ラッチ回路へ保持する（ステップＳ６）。これらステップＳ３、ステップＳ４、ステップＳ５、ステップＳ６の処理は、図３のタイミングチャートに示す期間Ｔｏに行う。このため、シーケンシャル制御回路２９は、図３（ｊ）に示すタイミングでステップＳ３、ステップＳ４の処理を期間Ｔｏに行うための制御信号を出力し、温度ドリフトオフセット誤差信号の初期値を検出し、検出した温度ドリフトオフセット誤差信号の初期値をサンプルホールド回路３２ｅのキャパシタ４５へ保持する。また、図３（ｋ）、（ｌ）に示すタイミングでステップＳ５、ステップＳ６の処理を期間Ｔｏに行うための制御信号を出力し、オフセット誤差信号を検出し、検出したオフセット誤差信号をＡ／Ｄ・Ｄ／Ａコンバータ２１，２３，２５，２７の前記各ラッチ回路へ保持する。
【００３０】
続いて、シーケンシャル制御回路２９は、電源オフまたは再補正動作信号を検出しない限り、サンプルホールド回路３２ｅのキャパシタ４５へ保持する温度ドリフトオフセット誤差信号を更新しながら、巡回型スイッチ回路８，３１を同期させて可動接点端子と固定接点端子との間の導通状態および非導通状態を巡回的に切り替え、タッチパネル出力信号の検出を行う（ステップＳ７、ステップＳ１１、ステップＳ１２、ステップＳ１３、ステップＳ１４）。
この状態でタッチパネル１に対し接触が行われると、各電極２，３，４，５から出力される各タッチパネル出力信号を、図３（ｋ）に示すタイミングで巡回型スイッチ回路８，３１により巡回的に検出し（ステップＳ７）、Ａ／Ｄ・Ｄ／Ａコンバータ２１，２３，２５，２７の前記各ラッチ回路へ保持したオフセット誤差信号と前記キャパシタ４５へ保持した温度ドリフトオフセット誤差信号を用いて、オフセット補償・ノイズフィルタ回路２０により前記検出した各タッチパネル出力信号をオフセット補償する（ステップＳ８）。この場合の前記各ラッチ回路へ保持したオフセット誤差信号を用いたオフセット補償は、例えば、保持したオフセット誤差信号の値が＋Δであれば、タッチパネル出力信号に対し−Δを補正量として加算し、また前記オフセット誤差信号の値が―Δであれば、タッチパネル出力に対し＋Δを補正量として加算するというように逆符号の補正量によりオフセット補償を行う。また、この場合の温度ドリフトオフセット誤差信号を用いたオフセット補償は、例えば、前回保持した温度ドリフトオフセット誤差信号の値と今回保持した温度ドリフトオフセット誤差信号の値との差分を求め、この差分量が＋Δであれば、タッチパネル出力に対し−Δを補正量として加算し、また前記差分量が―Δであれば、タッチパネル出力に対し＋Δを補正量として加算するというように逆符号の補正量によりオフセット補償を行う。
そして、前記オフセット補償した前記各タッチパネル出力信号を巡回型スイッチ回路３１の次の巡回サイクルで対応するサンプルホールド回路のキャパシタにより保持する（ステップＳ９）。座標算出用演算回路５３は前記各サンプルホールド回路に保持した前記各タッチパネル出力信号を用いてタッチパネル１に触れたときの接触位置のＸ軸方向の座標を、所定の演算式“（Ｖａ＋Ｖｄ）／（Ｖａ＋Ｖｂ＋Ｖｃ＋Ｖｄ）”を用いて、またＹ軸方向の座標を所定の演算式“（Ｖｃ＋Ｖｄ）／（Ｖａ＋Ｖｂ＋Ｖｃ＋Ｖｄ）”を用いて演算する（ステップＳ１０）。
【００３１】
以上のように、この実施例１によれば、巡回的に常時更新される温度ドリフトオフセット誤差信号と、電源投入時または再補正動作信号が与えられたときにのみ保持されるオフセット誤差信号とをもとに、タッチパネル１の各電極２，３，４，５から出力されるタッチパネル出力信号に対しオフセット補償を行うため、タッチパネル１、誤差増幅器９、振幅検波回路１０の電気的特性や調整のばらつきなどを原因とする初期オフセットがタッチパネル出力信号に与える悪影響から派生する座標算出用演算回路５３の演算結果に生ずる誤差、および、主に温度ドリフトに伴って発生する誤差増幅器９自体の誤差、振幅検波回路１０の誤差などを含むオフセット、巡回型スイッチ回路３１の誤差、サンプルホールド回路３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３２ｅにおける誤差から派生する座標算出用演算回路５３の演算結果に生ずる誤差を有効に低減できる接触位置座標検出方法および装置を提供できる効果がある。
【００３２】
また、タッチパネル１の各電極２，３，４，５から出力されるタッチパネル出力信号を巡回型スイッチ回路８により巡回的に切り替えて入力する構成であることから、誤差増幅器９や振幅検波回路１０は一系統のみあればよく、この一系統の誤差増幅器９や振幅検波回路１０を各電極２，３，４，５から出力されるタッチパネル出力信号に共通して用いることが出来るため、誤差増幅器や振幅検波回路を各電極２，３，４，５から出力される各タッチパネル出力信号ごとに設ける従来の方式に比べ、各タッチパネル出力信号を検出するチャネル間の回路特性の同等性を維持する必要がなくなり、検出チャネル間の回路特性のバラツキが原因で座標算出用演算回路５３の演算結果が内包することになる誤差を有効に低減できる接触位置座標検出方法および装置を提供できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施例１の接触位置座標検出装置の構成を示す回路図である。
【図２】本発明の実施例１の接触位置座標検出装置におけるタッチパネル１の構成を示す構造図である。
【図３】本発明の実施例１の接触位置座標検出装置の各部の動作を示すタイミングチャートである。
【図４】本発明の実施例１の接触位置座標検出装置に適用される接触位置座標検出方法を示すフローチャートである。
【図５】従来の接触位置座標検出装置の構成を示す回路図である。
【図６】従来の接触位置座標検出装置におけるタッチパネルの構成を示す構造図である。
【符号の説明】
【００３４】
１……タッチパネル、２，３，４，５……電極、８……巡回型スイッチ回路（初期オフセット誤差検出手段、サイクリック手段）、９……誤差増幅器、１０……振幅検波回路、
２０……オフセット補償・ノイズフィルタ回路（オフセットキャンセル回路）、２１，２３，２５，２７……Ａ／Ｄ・Ｄ／Ａコンバータ（初期オフセット誤差保持手段）、２９……シーケンシャル制御回路（初期オフセット誤差検出手段）、３１……巡回型スイッチ回路（サイクリック手段）、３２ｅ……サンプルホールド回路（サイクリック手段）、５１……検出回路、５２……オフセット補償回路（補償手段）、５３……座標算出用演算回路（演算手段）。
【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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