JP2603986B2

JP2603986B2 - 座標検出装置

Info

Publication number: JP2603986B2
Application number: JP5631388A
Authority: JP
Inventors: 徹浅野; 教治苅谷; 実大橋; 賢嗣木村; 孝代伊藤
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1988-03-11
Filing date: 1988-03-11
Publication date: 1997-04-23
Anticipated expiration: 2012-04-23
Also published as: JPH01231119A

Description

【発明の詳細な説明】〔概要〕基板上に形成された抵抗膜の接触位置を検出する座標
検出装置に関し、低価格で信頼性の高い座標検出装置を提供することを
目的とし、基板上に形成された抵抗膜と、該抵抗膜の四隅にそれ
ぞれ設けられた４つの電極と、該４つの電極に接続さ
れ、前記抵抗膜の接触位置を検出する接触位置検出手段
とを具備するように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は座標検出装置に関し、特に、基板上に形成さ
れた抵抗膜の接触位置を検出する座標検出装置に関す
る。

〔従来の技術〕

近年、オフィスオートメーション等の発達に伴って、
例えば、コンピュータ等に文字や所定の命令を入力する
ことが盛んに行われている。このような文字の入力等に
は、一般にキーボードが使用されているが、例えば、デ
ィスプレイ上に配置して該ディスプレイに表示される画
像に対応する位置を指または指示棒で接触することによ
り文字の入力等を行うことのできる座標検出装置が注目
されている。

第５図は従来の座標検出装置の一例を示す図である。
同図に示されるように、従来の座標検出装置は、ガラス
またはアクリル等の透明材質より成る基板101,該基板10
1上に形成されたITO（In₂O₃:Sn）等の透明な抵抗膜102,
該抵抗膜102の周囲に離散的に設けられた複数の電極121
〜124,該複数の電極121〜124にそれぞれ接続された複数
のスイッチング回路131〜134,および，該スイッチング
回路131〜134を介して接続された電極121〜124から抵抗
膜102の接触位置ｐ（x₀，y₀）を検出する接触位置検出
回路103を備えている。

この従来の座標検出装置において、抵抗膜102の接触
位置ｐ（x₀，y₀）を検出するには、まず、スイッチング
回路131および134をオフ状態とし、且つ、スイッチング
回路132および133をオン状態として抵抗膜102の左辺側
電極122と右辺側電極123との間に電流を平行となるよう
に流して接触位置ｐのｘ座標x₀を検出する。次いで、ス
イッチング回路131および134をオン状態とし、且つ、ス
イッチング回路132および133をオフ状態として抵抗膜10
2の上辺側電極121と下辺側電極124との間に電流を平行
となるように流して接触位置ｐのｙ座標y₀を検出する。
ここで、左辺側電極122,右辺側電極123,上辺側電極121
および下辺側電極124は、それぞれ直線状の電極と見做
すことができる程度の間隔および数の離散された電極パ
ターンで構成されている。また、抵抗膜102の接触位置
ｐにおけるキャパシタは、例えば、抵抗膜102を指で接
触する各個人によって異なるため、左辺側電極122と右
辺側電極123との間および上辺側電極121と下辺側電極12
4との間に流す電流の方向を反転して接触位置ｐの座標
（x₀，y₀）を検出するようになされている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述したように、従来の座標検出装置は、抵抗膜102
の周囲に離散された複数の電極121〜124,および，これ
ら電極121〜124に接続された複数のスイッチング回路13
1〜134を必要としている。具体的に、抵抗膜102をA4サ
イズとした場合には、例えば、抵抗膜102の周囲に約５
φの離散した電極121〜124を総数約50個程形成すること
になる。従って、スイッチング回路131〜134は総数約50
個のスイッチング素子を必要とすることになる。

このように、従来の座標検出装置（座標検出パネル）
は、離散された複数の電極121〜124およびそれら電極12
1〜124の数に対応したスイッチング素子を必要としてい
る。また、これらの電極121〜124およびスイッチング素
子等に不良が生じると、左辺側電極122と右辺側電極123
との間および上辺側電極121と下辺側電極124との間に電
流を平行となるように流すことができず、抵抗膜102の
接触位置ｐの座標（x₀，y₀）を正確に検出することが困
難となる。そのため、従来の座標検出装置は、製造コス
トが高いだけでなく、信頼性の面でも十分とはいえない
ものであった。

本発明は、上述した従来の座標検出装置が有する課題
に鑑み、座標検出パネルの構成を簡略化して低価格で信
頼性の高い座標検出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〕

第１図は本発明に係る座標検出装置の原理を示す図で
ある。

本発明によれば、基板１上に形成された抵抗膜２と、
該抵抗膜の四隅にそれぞれ設けられた４つの電極21,22,
23,24と、該４つの電極に接続され、前記抵抗膜の接触
位置を検出する接触位置検出手段３とを具備する座標検
出装置であって、前記接触位置検出手段は、前記４つの
電極から並列する２組の電極群を選択するスイッチング
回路と、該選択された２組の電極群に接続され該２組の
電極群の間の電位を一定の関係に保つバッファ回路と、
該２組の電極群の一方に接続され前記抵抗膜の接触位置
に対応したインピーダンスを測定するインピーダンス測
定回路と、該測定されたインピーダンスから測定座標を
演算すると共に前記スイッチング回路を制御する測定座
標演算制御回路と、該測定座標から前記抵抗膜の接触位
置の座標を演算する接触座標演算回路とを具備すること
を特徴とする座標検出装置が提供される。

〔作用〕

上述した構成を有する本発明の座標検出装置によれ
ば、抵抗膜２の四隅にそれぞれ設けられた４つの電極2
1,22,23,24によって、抵抗膜２の接触位置が接触位置検
出手段３で検出される。接触位置検出手段は、スイッチ
ング回路、バッファ回路、インピーダンス測定回路、測
定座標演算制御回路、接触座標演算回路とを備えてい
る。スイッチング回路は、４つの電極から並列する２組
の電極群を選択し、また、バッファ回路は、選択された
２組の電極群に接続され該２組の電極群の間の電位を一
定の関係に保つ。さらに、インピーダンス測定回路は、
２組の電極群の一方に接続され抵抗膜の接触位置に対応
したインピーダンスを測定し、また、測定座標演算制御
回路は、測定されたインピーダンスから測定座標を演算
すると共にスイッチング回路を制御し、そして、接触座
標演算回路は、測定座標から抵抗膜の接触位置の座標を
演算する。これにより、座標検出パネルの構成を簡略化
することができる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明に係る座標検出装置の一
実施例を説明する。

第２図は本発明の座標検出装置の一実施例を示す図で
ある。同図に示されるように、本実施例の座標検出装置
は、座標検出パネル1aと接触位置検出回路３を備えてい
る。座標検出パネル1aは、ガラスまたはアクリル等の透
明材質より成る基板1,該基板１上に形成されたITO等の
透明な抵抗膜２および該抵抗膜２の四隅にそれぞれ設け
られた４つの電極21,22,23,24で構成されている。

４つの電極21〜24は、スイッチング回路31の各スイッ
チSW₁〜SW₄にそれぞれ接続され、このスイッチング回路
31によって、４つの電極から並列する２組の電極群が選
択されるようになされている。そして、選択された２組
の電極群は、バッファ回路32の入力端I₀および出力端O₀
に接続されると共に、バッファ回路32の入力端I₀に接続
された一方の電極群はインピーダンス測定回路33に接続
され、該一方の電極群からの接触位置のインピーダンス
が測定されることになる。ここで、選択される２組の電
極群は、左辺側電極群21,22と右辺側電極群24,23並びに
上辺側電極群21,24と下辺側電極群22,23の組み合わせで
ある。また、選択された２組の電極群はスイッチング回
路31によって、バッファ回路32の入力端I₀および出力端
O₀に反転して接続され、インピーダンス測定回路33で他
方の電極群からの接触位置のインピーダンスも測定され
ることになる。

インピーダンス測定回路33の出力信号は、測定座標演
算制御回路34に供給され、測定されたインピーダンスか
ら測定座標（X,Y）が演算される。この測定座標演算制
御回路34は、スイッチング回路31に対して測定する２組
の電極群の選択信号を供給するようにもなされている。
そして、演算された測定座標（X,Y）は、接触座標演算
回路35に供給され、所定の変換関数に従って、測定座標
（X,Y）から抵抗膜２の接触位置Ｐの座標（x,y）が算出
されることになる。この接触座標演算回路35において行
われる測定座標（X,Y）から接触座標（x,y）への変換演
算は、本実施例における４つの電極21〜24が抵抗膜２の
四隅に設けられているために行われるものである。すな
わち、上記４つの電極21〜24から選択される左辺側電極
群21,22と右辺側電極群24,23並びに上辺側電極群21,24
と下辺側電極群22,23の間に流される電流は、第５図の
従来の座標検出装置のように抵抗膜を平行に流れるもの
ではないために、第３図を参照して後述する所定の関数
に従った測定座標（X,Y）から接触座標（x,y）への変換
が必要とされるのである。

ここで、第２図の座標検出装置における接触座標の検
出手順を説明する。まず、スイッチング回路31のSW₁をI
₁側，SW₂をI₂側，SW₃をO₃側そしてSW₄をO₄側に接続し
て、すなわち、バッファ回路32の入力端I₀に左辺側電極
群21,22を接続し、バッファ回路32の出力端O₀に右辺側
電極群24,23を接続して、左辺側電極群21,22からの容量
（インピーダンス）C_Lをインピーダンス測定回路33で測
定する。次いで、スイッチング回路31のSW₁をO₁側，SW₂
をO₂側，SW₃をI₃側そしてSW₄をI₄側に接続して、すなわ
ち、バッファ回路32の入力端I₀に右辺側電極群24,23を
接続し、バッファ回路32の出力端O₀に左辺側電極群21,2
2を接続して、右辺側電極群24,23からの容量C_Rをインピ
ーダンス測定回路33で測定する。

同様に、スイッチング回路31のSW₁をI₁側，SW₂をO
₂側，SW₃をO₃側そしてSW₄をI₄側に接続して、すなわ
ち、バッファ回路32の入力端I₀に上辺側電極群21,24を
接続し、バッファ回路32の出力端O₀に下辺側電極群22,2
3を接続して、上辺側電極群21,24からの容量C_Uをインピ
ーダンス測定回路33で測定する。次いで、スイッチング
回路31のSW₁をO₁側，SW₂をI₂側，SW₃をI₃側そしてSW₄を
O₄側に接続して、すなわち、バッファ回路32の入力端I₀
に下辺側電極群22,23を接続し、バッファ回路32の出力
端O₀に上辺側電極群21,24を接続して、下辺側電極群22,
23からの容量C_Dをインピーダンス測定回路33で測定す
る。

以上により、測定座標（X,Y）が次式に示されるよう
に算出される。

このようにして得られた測定座標（X,Y）は、接触座
標演算回路35において、以下の関数に従って変換され、
低鼓膜２の接触位置の接触座標（x,y）への変換が行わ
れることになる。

ｘ＝f_x(X,Y,l_x,l_y) ｙ＝f_y(X,Y,l_x,l_y) 次に、上記の測定座標（X,Y）から接触座標（x,y）を
得るための関数について説明する。

第３図は第２図の座標検出装置における接触座標の算
出を説明するための図である。前述したように、本実施
例の座標検出装置は、４つの電極21〜24から選択される
左辺側電極群21,22と右辺側電極群24,23並びに上辺側電
極群21,24と下辺側電極群22,23の間に流される電流が抵
抗膜２を平行に流れるものではないために、測定された
座標（X,Y）から実際の接触座標（x,y）への変換演算を
行う必要がある。

第３図に示されるように、長方形状の抵抗膜２の四隅
に電極21,22,23,24が形成されている場合、横方向の電
極間（電極21と電極24の間および電極22と電極23の間）
の距離をl_xとし、また、縦方向の電極間（電極21と電極
22の間および電極24と電極23の間）の距離をl_yとし、さ
らに、抵抗膜２の接触位置Ｐ（x,y）から各電極21,22,2
3,24までの距離をそれぞれl₁，l₂，l₃，l₄とすると、左
辺から接触位置Ｐまでの抵抗値R_L，右辺から接触位置Ｐ
までの抵抗値R_R，上辺から接触位置Ｐまでの抵抗値R_Uお
よび下辺から接触位置Ｐまでの抵抗値R_Dは、それぞれ次
の式で示される。

ここで、抵抗膜２の単位長さ当たりの抵抗値をｒとす
る。

また、接触位置Ｐ（x,y）から各電極21〜24までの距
離l₁，l₂，l₃，l₄は、それぞれ次の式で示される。

l₁＝（x²＋y²）^1/2 l₂＝〔x²＋（l_y−ｙ）²〕^1/2 l₃＝〔（l_x−ｘ）²＋y²〕^1/2 l₄＝〔（l_x−ｘ）²＋（l_y−ｙ）²〕^1/2 となる。

従って、測定座標（X,Y）は、次の式で示される。

以上の式をまとめることにより、接触座標（x,y）
は、下記のように表すことができる。

ｘ＝f_x(X,Y,l_x,l_y) ｙ＝f_y(X,Y,l_x,l_y) このようにして得られた関数により測定座標（X,Y）
は、接触座標演算回路35において、接触座標（x,y）へ
変換され、抵抗膜２における接触位置Ｐの座標が検出さ
れることになる。

第４図は第２図の座標検出装置の変形例を示す図であ
る。この第４図の座標検出装置は、前述した第２図の座
標検出装置において、座標検出パネル1aの構成を変形し
たものである。すなわち、第２図の座標検出パネル1a
は、第４図における座標検出パネル1aと同様に、ガラス
またはアクリル等の透明材質より成る基板１上にITO等
の透明な抵抗膜２が形成され、その抵抗膜２の四隅には
４つの電極21,22,23,24が設けられている。しかし、本
変形例の基板１は第２図のものより大きく形成されてい
て、基板１における抵抗膜２の外周に４つの電極21,22,
23,24と接触位置検出回路３とを接続するためのパター
ン配線が、例えば、シルバーペイント印刷により変形さ
れるようになされている。すなわち、４つの電極21〜24
と接触位置検出回路３とを接続するリード線が座標検出
パネル1a内部にパターニングされるようになされてい
る。これにより、電極21〜24と接触位置検出回路３とを
接続するリード線の引き回しを簡略化して信頼性を一層
向上させることができる。

〔発明の効果〕

以上、詳述したように、本発明による係る座標検出装
置は、座標検出パネルの構成を簡略化することによっ
て、製造コストを安く抑えると共に、信頼性を向上させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る座標検出装置の原理を示す図、第２図は本発明の座標検出装置の一実施例を示す図、第３図は第２図の座標検出装置における接触座標の算出
を説明するための図、第４図は第２図の座標検出装置の変形例を示す図、第５図は従来の座標検出装置の一例を示す図である。（符号の説明）１…基板、1a…座標検出パネル、２…抵抗膜、３…接触
位置検出手段、21,22,23,24…電極、31…スイッチング
回路、32…バッファ回路、33…インピーダンス測定回
路、34…測定座標演算制御回路、35…接触座標演算回
路、Ｐ…接触位置、（X,Y）…測定座標、（x,y）…接触
座標。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者木村賢嗣神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内 (72)発明者伊藤孝代神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内 (56)参考文献特開昭60−117321（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】基板（１）上に形成された抵抗膜（２）
と、該抵抗膜の四隅にそれぞれ設けられた４つの電極
（21,22,23,24）と、該４つの電極に接続され、前記抵
抗膜の接触位置を検出する接触位置検出手段（３）とを
具備する座標検出装置であって、前記接触位置検出手段
は、前記４つの電極から並列する２組の電極群を選択す
るスイッチング回路と、該選択された２組の電極群に接
続され該２組の電極群の間の電位を一定の関係に保つバ
ッファ回路と、該２組の電極群の一方に接続され前記抵
抗膜の接触位置に対応したインピーダンスを測定するイ
ンピーダンス測定回路と、該測定されたインピーダンス
から測定座標を演算すると共に前記スイッチング回路を
制御する測定座標演算制御回路と、該測定座標から前記
抵抗膜の接触位置の座標を演算する接触座標演算回路と
を具備することを特徴とする座標検出装置。
【請求項２】前記４つの電極は、前記基板上に形成され
たプリント配線を介して前記接触位置検出手段に接続さ
れるようになっている特許請求の範囲第１項に記載の座
標検出装置。
【請求項３】前記基板および抵抗膜は、光透過性物質で
構成されている特許請求の範囲第１項に記載の座標検出
装置。