JP2688292B2 - 座標検出装置 - Google Patents

座標検出装置

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JP2688292B2 JP4183691A JP4183691A JP2688292B2 JP 2688292 B2 JP2688292 B2 JP 2688292B2 JP 4183691 A JP4183691 A JP 4183691A JP 4183691 A JP4183691 A JP 4183691A JP 2688292 B2 JP2688292 B2 JP 2688292B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、多項目を入力するタッ
チパネルスイッチ等に好適な座標検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、図4に示すような対向する2枚の
抵抗膜1、2を備え、点Pにおいて両抵抗膜を接触させ
て点Pの抵抗膜上の座標位置を検出する座標検出装置2
00が知られている。この座標検出装置200は、対向
する2枚の均一な抵抗膜1、2に電位を与えるための電
源3及び定電圧回路16と、切換スイッチ5、6、7
と、A/Dコンバータ4と、CPU17とを備えてい
る。抵抗膜1、2は酸化インジウム(ITO)などで形
成される。抵抗膜1上には電極11、12が設けられ、
電極11は切換スイッチ5に接続され、電極12は切換
スイッチ6に接続されている。また、抵抗膜2上には電
極11、12の方向とは直角方向に電極13、14が設
けられ、電極13は切換スイッチ5に接続され、電極1
4は切換スイッチ7に接続されている。
【0003】この座標検出装置200により点Pの座標
位置を検出する場合には、まず、指で点Pの位置を圧下
させることなどにより点Pにおいて両抵抗膜1、2を接
触させる。CPU17が切換スイッチ5、6を図示のよ
うに切換え、定電圧回路16の電位を電極11から電極
12の方向(以下、x方向とする。)に印加する。そし
て、点Pのx方向の電位v1 は、抵抗膜2から電極1
4、切換スイッチ7を経てA/Dコンバータ4に入力さ
れ、ディジタル信号としてCPU17に入力され点Pの
x方向の位置、すなわちx座標xP が算出される。
【0004】この座標検出装置200の等価回路を図5
に示す。この場合、点Pのx方向の電位v1 に相当する
抵抗膜1の等価抵抗値をR1 、抵抗膜1全体の等価抵抗
値を(R1 +R2 )とし、電極11と電極12との距離
をL1 、点Pと電極12との距離をl1 とし、定電圧回
路16の電位をVとすると、抵抗膜は均一であるから、 v1 /V=R1 /(R1 +R2 ) の式が成立し、距離L1 が抵抗値(R1 +R2 )に相当
し、距離l1 が抵抗値R 1 に相当するから、図6に示す
ように、 l1 =v1 ×L1 /V の式から、点Pと電極12とのx方向の距離l1 が算出
できる。ここで、電極12の位置をx=0とすれば、l
1 は点PのX座標xPを表すことになる。
【0005】次に、CPU17が切換スイッチ5、6、
7を各々図4に示す位置とは逆の方向に切換えることに
より、定電圧回路16の電位が抵抗膜2に与えられ、上
記と同様に、点Pの電極13、14の方向(以下、y方
向とする。)の電位v2 が抵抗膜1から電極12、切換
スイッチ6を経てA/Dコンバータ4に入力され、ディ
ジタル信号としてCPU17に入力され点Pのy方向の
位置、すなわちy座標yP が算出される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の座
標検出装置200においては、抵抗膜に与えられる電源
の電位は一定でないと検出電圧v1 、v2 が変動し誤差
の原因となる。また、A/Dコンバータ4の電源電圧の
変動もディジタル信号出力の精度に影響する。このた
め、複雑でかつ高価な定電圧回路16等を設ける必要が
あった。
【0007】そこで、本発明は、定電圧回路を必要とせ
ず、またA/Dコンバータの電源電圧の精度もそれほと
必要とせず、かつ、座標検出精度を向上させうる接触式
の座標検出装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項1記載の発明は、図1に示すように構成され
る。図1に示すように、この座標検出装置100は、対
向して配置された第1の抵抗膜101及び第2の抵抗膜
102と、この第1の抵抗膜101又は第2の抵抗膜1
02に電位を与える電源供給手段103と、2枚の抵抗
膜101、102を任意の点Pにおいて接触させた際
に、第1の抵抗膜101のx軸方向に電源供給手段10
3から電源電位VS を与えるとともに第2の抵抗膜10
2からx座標電位Vx を検出する第1検出動作と、電源
電位VS を検出する第2検出動作と、を任意に切換えて
行わせる制御手段104と、x座標電位Vx と電源電位
S とから接触点Pのx座標値xP を算出する演算手段
105とを備えて構成される。
【0009】請求項2記載の発明は、図1に示すよう
に、対向して配置された第1の抵抗膜101及び第2の
抵抗膜102と、この第1の抵抗膜101又は第2の抵
抗膜102に電位を与える電源供給手段103と、2枚
の抵抗膜101、102を任意の点Pにおいて接触させ
た際に、第1の抵抗膜101のx軸方向に電源供給手段
103から電源電位VS を与えるとともに第2の抵抗膜
102からx座標電位V x を検出する第1検出動作と、
第2の抵抗膜102のy軸方向に電源電位VS を与える
とともに第1の抵抗膜101からy座標電位Vy を検出
する第2検出動作と、電源電位VS を検出する第3検出
動作と、を任意に切換えて行わせる制御手段104と、
x座標電位Vx と電源電位VS とから接触点Pのx座標
値xP を算出し、かつ、y座標電位Vy と電源電位VS
とから接触点Pのy座標値yP を算出する演算手段10
5と、を備えて構成される。
【0010】請求項3記載の発明は、対向して配置され
た第1の抵抗膜及び第2の抵抗膜とを含んで構成される
第1のパネルと、対向して配置された第3の抵抗膜及び
第4の抵抗膜とを含んで構成されるとともに第1のパネ
ルと交角をなして設けられた第2のパネルと、いずれか
の抵抗膜に電位を与える電源供給手段と、第1のパネル
と第2のパネルとで決定される空間内の任意の空間点の
第1のパネルへの第1の投影点において第1の抵抗膜及
び第2の抵抗膜を接触された際に、第1の抵抗膜のx軸
方向に電源供給手段から電源電位を与えるとともに第2
の抵抗膜からx座標電位を検出する第1検出動作と、第
2の抵抗膜のy軸方向に電源電位を与えるとともに第1
の抵抗膜からy座標電位を検出する第2検出動作と、電
源電位を検出する第3検出動作と、を任意に切換えて行
わせ、かつ、空間点の第2パネルへの第2の投影点にお
いて第3の抵抗膜及び第4の抵抗膜を接触させた際に、
第3の抵抗膜のz軸方向に電源電位を与えるとともに第
4の抵抗膜からz座標電位を検出する第4検出動作と、
電源電位を検出する第5検出動作と、を任意に切替えて
行わせる制御手段と、x座標電位と電源電位とから空間
点のx座標値を算出し、y座標電位と電源電位とから空
間点のy座標値を算出し、かつ、z座標電位と電源電位
とから空間点のz座標値を算出する演算手段と、を備え
て構成される。
【0011】
【作用】上記構成を有する請求項1記載の発明によれ
ば、x座標電位Vx を検出する第1検出動作と、電源電
位VS を検出する第2検出動作との切換を電源の変動速
度よりも高速で行うことにより、電源の変動による誤差
を含まない精度のよい接触点Pのx座標値xP を算出で
きる。
【0012】同様にして請求項2記載の発明のように、
接触点Pのx座標値xP 及びy座標値yP についても電
源変動による誤差を含まない精度のよい値を得ることが
できる。さらに請求項3記載の発明のように、2枚のパ
ネルを用いて空間点のx座標値、y座標値、z座標値を
電源変動誤差を含まない高精度の値で得ることができ
る。従って、電源電圧を一定に保つ定電圧回路は不要と
なり、A/Dコンバータの電源電圧の精度もそれほど必
要としない構成とすることができる。
【0013】
【実施例】次に、本発明の好適な実施例を図に基づいて
説明する。図2に本発明の一実施例の構成を示す。図2
において、この座標検出装置100Aは、2枚の均一な
抵抗膜1、2と、この抵抗膜1又は2に電位を与えるた
めの電源3と、抵抗膜1又は2に電源3からの電位を与
え、かつ、抵抗膜1又は2から接触点Pの座標を算出す
るための電位を検出するための切換スイッチ5、6、
7、10と、電源3の電位を検出するための切換スイッ
チ8、9、10と、検出した電位をディジタル信号化す
るA/Dコンバータ4と、ディジタル信号から点Pの座
標値を演算して出力するCPU15とを備えている。
【0014】図2に示す実施例が図4に示す従来例と異
なる点は、電源3の電位の計測を行うための切換スイッ
チ8、9、10を設けた点である。このことにより、図
2に示すようにCPU15により切換スイッチ5、6、
7、8、9を切換え、切換スイッチ10を端子a側に切
換えておけば接触点Pの電極11、12の方向(x方
向)の座標値を算出するための電位v1 を検出すること
ができる。
【0015】すなわち、CPU15により切換スイッチ
10を端子b側に切換えれば、この時点の電源3の電源
電位、すなわち電極11における電位E1 を検出するこ
とができる。この切換えをCPU15により十分高速で
行えば、電源の変動周期よりも高速で電位v1 、E1
検出でき、電圧変動による誤差の影響は除去できる。こ
こに、l1 =v1 ×L1 /E1 の式により点Pと電極1
2との距離が求められ、電極12の位置をx=0とすれ
ば、xP =l1 として点Pのx座標値xP が得られる。
同様にして点Pの電極13、14の方向(y方向)の座
標値yP も電源電圧の変動の影響を受けることなく検出
できる。すなわち、電極13、14の距離をL2 、点P
と電極14との距離をl2 とし、l2 に相当する電位を
2 、このときの電源3の電位をE2 とすればl2 =v
2 ×L2 /E2 となり、電極14の位置をy=0とすれ
ばyP =l2 として点Pのy座標値yP が求められる。
【0016】この場合、各電位の検出順序は、例えばV
1 →E1→V2 →E2 でもよいし、E1 →V1 →E2
2 あるいはV1 →V2 →E2 等であってもい。要はx
座標に相当する電位と、y座標に相当する電位と、電源
の電位とを任意かつ十分高速に切換えられればよいので
ある。ここで、抵抗膜1は第1の抵抗膜に相当し、抵抗
膜2は第2の抵抗膜に相当する電源3は電源供給手段に
相当する。また、切換スイッチ5、6、7、8、9、1
0及びCPU15は制御手段を構成している。A/Dコ
ンバータ4及びCPU15は演算手段を構成している。
そして、電位E1 及び電位E2 は電源電位に相当し、電
位v1 はx座標電位に相当し、電位v2 はy座標電位に
それぞれ相当している。
【0017】上記実施例は接触点Pの平面上の座標(x
P 、yP)を検出する装置について開示したが、接触点
Pの直線上の座標(例えばxP )のみを検出する装置も
本発明の範囲内に含まれる。すなわち、図2において、
切換スイッチ9を除去し、切換スイッチ5及び6を図示
の端子側にのみ固定すれば、接触点Pのx座標値xP
みを検出することができる。この変形例は、図2に示す
実施例を2次元の座標検出装置とすれば、1次元の座標
検出装置と言うことができる。もちろん、これは接触点
Pのy座標値yP のみを検出するとができるように構成
してもよい。
【0018】さらに、他の実施例として、図3に空間座
標(3次元座標)を検出する装置を示す。この装置は上
記の2次元座標検出装置である第1パネル21と1次元
座標検出装置である第2パネル22とを組み合わせたも
のである。このように構成することにより、空間点Pの
座標(xP 、yP 、zP )を上記と同様にして電源変動
の影響を受けることなく精度よく検出でできる。このよ
うな3次元座標検出装置は、多項目の入力装置に用いる
ことができるほか、3次元的なヒストグラムデータを入
力するデータ入力装置などにも好適である。この場合、
第2パネル22は、第1パネル21と同様な2次元座標
検出装置であってもかまわない。
【0019】本発明は上記実施例に限定されるものでは
ない。上記実施例においては、抵抗膜1の電極11、1
2と抵抗膜2の電極13、14とは互いに直角をなして
おり、点Pの座標(xP 、yP )は直交座標系の座標と
なるが、電極11、12と電極13、14とは斜交する
ように両抵抗膜を配置してもよい。この場合には座標P
(xP 、yP )は斜交座標系の座標を表わす。空間座標
P(xP 、yP 、zP )の場合も同様である。また、上
記切換スイッチ10の端子a側とb側との切換えはどち
らが先であってもかまわない。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
定電圧回路が不要で、A/Dコンバータの精度もそれほ
ど必要とせず、かつ、座標検出精度を向上することがで
きるという利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理説明図である。
【図2】本発明の一実施例の構成を示す図である。
【図3】本発明の他の実施例の構成を示す図である。
【図4】従来例の構成を示す図である。
【図5】従来例の等価回路を示す図である。
【図6】従来例の動作を説明する図である。
【符号の説明】
1、2…抵抗膜 3…電源 4…A/Dコンバータ 5、6、7、8、9、10…切換スイッチ 11、12、13、14…電極 15…CPU 16…定電圧回路 17…CPU 21…第1のパネル 22…第2のパネル 100、100A…座標検出装置 101…第1の抵抗膜 102…第2の抵抗膜 103…電源供給手段 104…制御手段 105…演算手段 200…座標検出装置 a、b…端子 L、l1 、l2 …距離 P…接触点、空間点 R1 、R2 …等価抵抗 E1 、E2 、V、v1 、v2 …電位

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 対向して配置された第1の抵抗膜(10
    1)及び第2の抵抗膜(102)と、当該第1の抵抗膜
    (101)又は第2の抵抗膜(102)に電位を与える
    電源供給手段(103)と、前記2枚の抵抗膜(10
    1、102)を任意の点(P)において接触させた際
    に、前記第1の抵抗膜(101)のx軸方向に前記電源
    供給手段(103)から電源電位(VS )を与えるとと
    もに前記第2の抵抗膜(102)からx座標電位
    (Vx )を検出する第1検出動作と、前記電源電位(V
    S )を検出する第2検出動作と、を任意に切換えて行わ
    せる制御手段(104)と、前記x座標電位(Vx )と
    前記電源電位(VS )とから前記接触点(P)のx座標
    値(xP )を算出する演算手段(105)と、を備えた
    ことを特徴とする座標検出装置。
  2. 【請求項2】 対向して配置された第1の抵抗膜(10
    1)及び第2の抵抗膜(102)と、当該第1の抵抗膜
    (101)又は第2の抵抗膜(102)に電位を与える
    電源供給手段(103)と、前記2枚の抵抗膜(10
    1、102)を任意の点(P)において接触させた際
    に、前記第1の抵抗膜(101)のx軸方向に前記電源
    供給手段(103)から電源電位(VS )を与えるとと
    もに前記第2の抵抗膜(102)からx座標電位
    (Vx )を検出する第1検出動作と、前記第2の抵抗膜
    (102)のy軸方向に前記電源電位(VS)を与える
    とともに前記第1の抵抗膜(101)からy座標電位
    (Vy )を検出する第2検出動作と、前記電源電位(V
    S )を検出する第3検出動作と、を任意に切換えて行わ
    せる制御手段(104)と、前記x座標電位(Vx )と
    前記電源電位(VS )とから前記接触点(P)のx座標
    値(xP )を算出し、かつ、前記y座標電位(Vy )と
    前記電源電位(VS )とから前記接触点(P)のy座標
    値(yP )を算出する演算手段(105)と、を備えた
    ことを特徴とする座標検出装置。
  3. 【請求項3】 対向して配置された第1の抵抗膜及び第
    2の抵抗膜とを含んで構成される第1のパネルと、対向
    して配置された第3の抵抗膜及び第4の抵抗膜とを含ん
    で構成されるとともに前記第1のパネルと交角をなして
    設けられた第2のパネルと、前記いずれかの抵抗膜に電
    位を与える電源供給手段と、前記第1のパネルと第2の
    パネルとで決定される空間内の任意の空間点の前記第1
    のパネルへの第1の投影点において前記第1の抵抗膜及
    び第2の抵抗膜を接触された際に、前記第1の抵抗膜の
    x軸方向に前記電源供給手段から電源電位を与えるとと
    もに前記第2の抵抗膜からx座標電位を検出する第1検
    出動作と、前記第2の抵抗膜のy軸方向に前記電源電位
    を与えるとともに前記第1の抵抗膜からy座標電位を検
    出する第2検出動作と、前記電源電位を検出する第3検
    出動作と、を任意に切換えて行わせ、かつ、前記空間点
    の前記第2パネルへの第2の投影点において前記第3の
    抵抗膜及び第4の抵抗膜を接触させた際に、前記第3の
    抵抗膜のz軸方向に前記電源電位を与えるとともに前記
    第4の抵抗膜からz座標電位を検出する第4検出動作
    と、前記電源電位を検出する第5検出動作と、を任意に
    切替えて行わせる制御手段と、前記x座標電位と前記電
    源電位とから前記空間点のx座標値を算出し、前記y座
    標電位と前記電源電位とから前記空間点のy座標値を算
    出し、かつ、前記z座標電位と前記電源電位とから前記
    空間点のz座標値を算出する演算手段と、を備えたこと
    を特徴とする座標検出装置。
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