JP3195487B2 - 座標検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、印刷物又はディスプレ
イ画面に表示された文字や記号等の位置の座標を検出す
る座標検出装置に関し、特に、電極接触型（電圧検出型
とも言う）の座標検出装置に関する。座標検出装置は、
コンピュータのキーボート操作を補完するため、若しく
は完全なキーボードレスを実現するために用いられるも
ので、その中でも電極接触型の座標検出装置は、静電結
合型や電磁結合型又は圧電効果型といったものに比べ、
構成が簡単で安価に製造できるという利点から今後の主
流を占めつつある。

【０００２】

【従来の技術】電極接触型の座標検出装置（以下単に
「座標検出装置」と言う）は、「導電性を有する矩形状
パネルの対向２辺に直流電圧（便宜的にＥボルト）を印
加し、その２辺の間の電位を連続的に測定すると、一辺
側から他辺側へと移動するにつれて、Ｅボルトから０ボ
ルトへと直線的に変化する電位の勾配が得られる」とい
う原理を利用するもので、パネルの２辺の間の電位をピ
ンポイントで測定し、その電位の大きさを当該パネルの
電位勾配と照合することによって、測定ポイントの１辺
又は他辺からの距離（すなわち１軸座標）を検出すると
いうものである。

【０００３】なお、Ｘ、Ｙの直交２軸座標を検出するに
は、パネルの他の対向２辺の間でも同様なことを行えば
よい。ところで、古いタイプの座標検出装置では、１枚
のパネルと、該パネル上の電位をピンポイントで測定す
るペン型の専用のプローブとを有していたが、最近で
は、パネルを２枚重ねすることによって、専用のプロー
ブを不要にしている。

【０００４】すなわち、本発明を適用しようとする座標
検出装置は、その構成を図５に示すように、微小な隙間
を空けて対向配置された２枚の導電性パネル１、２と、
第１の期間（Ｔ１）に一方の導電性パネル（図では下側
の導電性パネル２）のＸ軸方向の対向２辺間（図では電
極３、４間）に所定の直流電圧Ｖ_X を印加する第１の電
圧印加手段５と、第２の期間（Ｔ２）に他方の導電性パ
ネル（図では上側の導電性パネル１）のＹ軸方向の対向
２辺間（図では電極６、７間）に所定の直流電圧Ｖ_Y を
印加する第２の電圧印加手段８と、前記Ｔ１より以前の
第１Ａの期間（Ｔ１Ａ）及び前記Ｔ２より以前の第２Ａ
の期間（Ｔ２Ａ）に前記２枚の導電性パネル１、２間
（図では電極６、３間）に所定の直流電圧Ｖ_C を印加す
る第３の印加手段９と、前記Ｔ１Ａの間の所定のタイミ
ング（ｔ１ａ）及び前記Ｔ２Ａの間の所定のタイミング
（ｔ２ａ）並びに前記Ｔ１の間の所定のタイミング（ｔ
１）で他方の導電性パネルの電位（図では電極６の電位
Ｖ_(X) ）を検出するとともに、前記Ｔ２の間の所定のタ
イミング（ｔ２）で一方の導電性パネルの電位（図では
電極４の電位Ｖ_(Y) ）を検出する電位検出手段（例えば
Ａ／Ｄ変換器）１０と、前記ｔ１ａ又は前記ｔ２ａの時
点における該電位検出手段１０の出力Ｄ_V(X)に基づいて
２枚の導電性パネル１、２間の接触の有無を判定する処
理（以下「接触判定処理」）を実行するとともに、前記
ｔ１及びｔ２の各時点における電位検出手段１０の出力
Ｄ_V(X)、Ｄ_V(Y)に基づいて２枚の導電性パネル１、２間
の接触点の座標を特定する処理（以下「座標特定処
理」）を実行し、さらに、前記各期間Ｔ１Ａ、Ｔ１、Ｔ
２Ａ及びＴ２並びに各タイミングｔ１ａ、ｔ１、ｔ２ａ
及びｔ２を表すそれぞれのタイミング信号Ｓ_T1A 、
Ｓ_T1、Ｓ_T2A 、Ｓ_T2、Ｓ_t1a 、Ｓ_t1、Ｓ_t2a 及びＳ_t2を
発生する処理手段（例えばマイクロコンピュータ）１１
とを備えるものである。

【０００５】第１の電圧印加手段５は、ｐｎｐ型のバイ
ポーラトランジスタＴＲ３及びｎｐｎ型のバイポーラト
ランジスタＴＲ４からなり、ＴＲ３及びＴＲ４は信号Ｓ
_T1（及びその反転信号）がアクティブのときにオンする
と共に、ＴＲ４は信号Ｓ_T1Aの反転信号又は信号Ｓ_T2A
の反転信号がアクティブのときにもオンする。また、第
２の電圧印加手段８は、ｐｎｐ型のバイポーラトランジ
スタＴＲ１及びｎｐｎ型のバイポーラトランジスタＴＲ
２からなり、ＴＲ１及びＴＲ２は信号Ｓ_T2（及びその反
転信号）がアクティブのときにオンする。

【０００６】さらに、第３の電圧印加手段９は、ｐｎｐ
型のバイポーラトランジスタＴＲ５（及びＴＲ４）から
なり、ＴＲ５（及びＴＲ４）は信号Ｓ_T1A （及びその反
転信号）又は信号Ｓ_T2A （及びその反転信号）がアクテ
ィブのときにオンする。なお、Ｒ１〜Ｒ６は抵抗、Ｖ_CC
は直流電源（例えば＋５Ｖ）である。このような構成に
おいて、処理の流れは、「接触判定処理」→「Ｘ座標
（又はＹ座標）の座標特定処理」→「接触判定処理」→
「Ｙ座標（又はＸ座標）の座標特定処理」となり、これ
が順次に繰り返される。

【０００７】第１Ａの期間（Ｔ１Ａ）又は第２Ａの期間
（Ｔ２Ａ）の接触判定処理では、信号Ｓ_T1A 又は信号Ｓ
_T2A がアクティブになり、これに応答して第３の電圧印
加手段９のＴＲ４及びＴＲ５がオン状態となる。このた
め、「Ｖ_CC→ＴＲ５→Ｒ６→電極６」の経路を経て上側
の導電性パネル１に高電位（Ｖ_CC）が与えられ、かつ下
側の導電性パネル２には、「電極３→ＴＲ４→グラン
ド」の経路を経て接地電位（０Ｖ）が与えられる。すな
わち、Ｖ_{(X )} はＶ_CC相当の高電位に保たれる。

【０００８】この状態で、ペンのような先端の尖った用
具（特に指定されないがパネル表面を傷つけない程度に
滑らかかつ尖った先端を持つものであればよい；以下便
宜的に「ペン」と言う）を用いて、上側の導電性パネル
１の任意の位置を押すと、上側の導電性パネル１の当該
位置が窪み、下側の導電性パネル２に点接触する。この
ため、「Ｖ_CC→ＴＲ５→Ｒ６→電極６→上側の導電性パ
ネル１→下側の導電性パネル２→電極３→ＴＲ４→グラ
ンド」の経路で閉回路が形成され、上側の導電性パネル
１の電極６とグランド間に、閉回路を流れる電流の値と
電極３、６間の抵抗の値との積で与えられる電位が現れ
るが、この電位は、電極６、３間の抵抗の値とＲ６の値
でＶ_CCを分圧したものであるから、Ｒ６の値を十分に大
きくしておけば、ほぼグランド電位相当の低電位にな
る。

【０００９】したがって、第１Ａの期間（Ｔ１Ａ）又は
第２Ａの期間（Ｔ２Ａ）中の所定のタイミング（ｔ１ａ
又はｔ２ａ）で、Ｖ_(X) の大きさを調べてみてＶ_CC相当
の高電位であれば、ペンによる接触無しが判定され、又
はＶ_(X) が０Ｖ相当の低電位であれば、ペンによる接触
有りが判定される。そして、接触有りが判定されたとき
だけに、以降に行われるＸ座標又はＹ座標の座標特定処
理の結果を有効にし、ノイズ等による誤った座標情報の
出力を禁止する。

【００１０】第１の期間（Ｔ１）又は第２の期間（Ｔ
２）に入ると、今度は、信号Ｓ_T1（及びその反転信号）
又は信号Ｓ_T2（及びその反転信号）がアクティブにな
り、これに応答して第１の電圧印加手段５のＴＲ３及び
ＴＲ４又は第２の電圧印加手段８のＴＲ１及びＴＲ２が
オン状態となる。このため、「Ｖ_CC→ＴＲ３→下側の導
電性パネル２の電極４→同パネル２の電極３→ＴＲ４→
グランド」の経路を経て下側の導電性パネル２の電極４
に高電位（Ｖ_CC）が、また、同パネル２の電極３に低電
位（０Ｖ）が与えられる（Ｔ１の場合）、又は、「Ｖ_CC
→ＴＲ１→上側の導電性パネル１の電極６→同パネル１
の電極７→ＴＲ２→グランド」の経路を経て上側の導電
性パネル１の電極６に高電位（Ｖ_CC）が、また、同パネ
ル１の電極７に低電位（０Ｖ）が与えられる（Ｔ２の場
合）。

【００１１】ここで、２枚の導電性パネル１、２は、ペ
ンの押圧によって任意の位置で点接触しているため、電
圧を印加していない側の導電性パネル（Ｔ１の場合には
上側の導電性パネル１、Ｔ２の場合には下側の導電性パ
ネル２）には、電圧を印加している側の導電性パネルの
接触点の電位、すなわち電位勾配の中の１つの電位が現
れる。

【００１２】したがって、第１の期間（Ｔ１）中の所定
のタイミング（ｔ１）におけるＶ_{(X )} の大きさは、下側
の導電性パネル２の電極４（又は電極３）から接触点ま
での距離（Ｘ座標）を表し、また、第２の期間（Ｔ２）
中の所定のタイミング（ｔ２）におけるＶ_(Y) の大きさ
は、上側の導電性パネル１の電極６（又は電極７）から
接触点までの距離（Ｙ座標）を表すから、これらを総合
してペン接触点のＸ、Ｙ座標を特定できる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来の座標検出装置にあっては、第１Ａの期間（Ｔ１
Ａ）又は第２Ａの期間（Ｔ２Ａ）で２枚の導電性パネル
間にＶ_CC相当の電圧を印加し、同期間（Ｔ１Ａ又はＴ２
Ａ）中の所定のタイミング（ｔ１ａ又はｔ２ａ）におけ
る高電位側の導電性パネルの電位が０Ｖ相当の低電位で
あればペンによる接触有りを判定する構成となっていた
ため、例えば、上記所定のタイミング（ｔ１ａ又はｔ２
ａ）を経過した後の第１の期間（Ｔ１）又は第２の期間
（Ｔ２）の初期段階、詳しくは、導電性パネル１又は２
に対する電圧Ｖ_X 又はＶ_Y の印加開始から同パネル上の
電位勾配が安定するまでの過渡段階でペンが非接触にな
ってしまった場合には、これを認識する術はなく、非安
定状態の正しくない電位勾配に基づいて座標が特定され
てしまう結果、座標検出の信頼性を大きく損なうという
問題点があった。

【００１４】図６は上記問題点を説明するための動作波
形図（便宜的に第１Ａの期間と第１の期間の動作波形
図）である。この図において、上段の波形は導電性パネ
ル１の電位（Ｖ_(X) ）変化を表し、下段の波形はペンの
接触（Ｈレベル）、非接触（Ｌレベル）を表している。
また、上下段の実線はペン接触の判定後にペンが非接触
とならない場合、破線は同判定後にペンが非接触となる
場合（上記の問題点を生じる場合）を表している。

【００１５】時点イは第１Ａの期間（Ｔ１Ａ）、すなわ
ちペン接触の有無を判定する期間の開始点である。この
開始点イにおいて、ペンが接触していると２枚の導電性
パネル１、２は互いに導通状態にあり、「Ｖ_CC→ＴＲ５
→Ｒ６→電極６→導電性パネル１→導電性パネル２→電
極３→ＴＲ４→グランド」の経路で電流が流れ、導電性
パネル１の電位Ｖ_(X) は所定の時定数（２枚の導電性パ
ネル１、２の容量及び抵抗で与えられる）に沿って徐々
にグランド電位に接近する。

【００１６】したがって、Ｔ１Ａのほぼ終り頃の時点ロ
（上記のタイミングｔ１ａに相当）における電位Ｖ_(X)
の値は、ペンが接触状態である限り、必ずグランド電位
相当の低電位を示すことになる。次いで、Ｔ１Ａの終了
と同時に第１の期間（Ｔ１）を開始する。このＴ１で
は、下側の導電性パネル２の電極３、４間に所定の直流
電圧Ｖ_X を印加し、両電極３、４間の電位勾配の十分な
安定を待ってから、上側の導電性パネル１の電位Ｖ _(X)
を検出する。

【００１７】両電極３、４間の電位勾配は、Ｔ１の開始
時点ハからある時間を経過した時点ニで安定するが、ペ
ンの接触状態が保たれている場合の検出電位Ｖ_(X) は、
実線の波形で示すように、両電極３、４間の電位勾配の
中の１つの電位と完全に一致している。したがって、時
点ニ以降の適当な時点（例えば時点ホ；上記のタイミン
グｔ１に相当）におけるＶ_(X) は、Ｘ座標軸上の電極３
（又は電極４）からペンの接触点までの距離（Ｘ座標）
を正確に表している。

【００１８】これに対して、Ｔ１の初期段階でペンが非
接触となった場合、例えば、時点ハ、ニ間の時点ヘでペ
ンが非接触となった場合には、この時点ヘにおける電位
勾配、すなわち、安定状態に至る前の電位勾配で電位Ｖ
_(X) が固定されてしまうため、時点ホの座標特定の際
に、Δ_X で示す誤差が避けられないという不具合があ
る。 ［目的］そこで、本発明は、第１の期間Ｔ１又は第２の
期間Ｔ２で電圧非印加側の導電性パネルを断続的に所定
の定電位電源に接続することによって、同期間中の当該
導電性パネルの放電路又は充電路を確保し、以って、同
期間の初期段階（電位勾配の過渡期間）でペンが非接触
となった場合でもこれを判定できるようにし、誤った座
標の特定を回避して座標検出の信頼性を向上することを
目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
微小な隙間を空けて対向配置された２枚の導電性パネル
と、第１の期間に一方の導電性パネルのＸ軸方向の対向
２辺間に所定の直流電圧を印加する第１の電圧印加手段
と、第２の期間に前記一方の導電性パネルのＹ軸方向の
対向２辺間に所定の直流電圧を印加する第２の電圧印加
手段と、前記第１の期間より以前の第１Ａの期間及び前
記第２の期間より以前の第２Ａの期間に前記２枚の導電
性パネル間に所定の直流電圧を印加する第３の電圧印加
手段と、前記第１の期間及び第２の期間中に他方の導電
性パネルを所定の定電位電源に断続的に接続する接続手
段と、前記第１Ａの期間中の所定のタイミング（ｔ１
ａ）及び前記第２Ａの期間中の所定のタイミング（ｔ２
ａ）並びに前記第１の期間中でかつ前記他方の導電性パ
ネルが所定の定電位電源に接続されていないときの所定
のタイミング（ｔ１_(i) ；ｉは１，２，３，……）に他
方の導電性パネルの電位を検出するとともに、前記第２
の期間中でかつ前記他方の導電性パネルが所定の定電位
電源に接続されていないときの所定のタイミング（ｔ２
_(i) ）に他方の導電性パネルの電位を検出する電位検出
手段と、前記所定のタイミング（ｔ１ａ）又は前記所定
のタイミング（ｔ２ａ）の時点における該電位検出手段
の出力に基づいて２枚の導電性パネル間の接触の有無を
判定する処理を実行するとともに、前記所定のタイミン
グ（ｔ１_(i) 及びｔ２_(i) ）の時系列的な変化を求めて
該変化が所定量よりも大きくない場合に、前記所定のタ
イミング（ｔ１_(i) 及びｔ２_(i) ）の各時点における電
位検出手段の出力に基づいて２枚の導電性パネル間の接
触点の座標を特定する処理を実行する処理手段とを備え
たことを特徴とする。

【００２０】請求項２記載の発明は、微小な隙間を空け
て対向配置された２枚の導電性パネルと、第１の期間に
一方の導電性パネルのＸ軸方向の対向２辺間に所定の直
流電圧を印加する第１の電圧印加手段と、第２の期間に
他方の導電性パネルのＹ軸方向の対向２辺間に所定の直
流電圧を印加する第２の電圧印加手段と、前記第１の期
間より以前の第１Ａの期間及び前記第２の期間より以前
の第２Ａの期間に前記２枚の導電性パネル間に所定の直
流電圧を印加する第３の電圧印加手段と、前記第１の期
間中に前記他方の導電性パネルを所定の定電位電源に断
続的に接続する第１の接続手段と、前記第２の期間中に
前記一方の導電性パネルを所定の定電位電源に断続的に
接続する第２の接続手段と、前記第１Ａの期間中の所定
のタイミング（ｔ１ａ）及び前記第２Ａの期間中の所定
のタイミング（ｔ２ａ）並びに前記第１の期間中でかつ
前記他方の導電性パネルが所定の定電位電源に接続され
ていないときの所定のタイミング（ｔ１_(i) ；ｉは１，
２，３，……）で他方の導電性パネルの電位を検出する
とともに、前記第２の期間中でかつ前記一方の導電性パ
ネルが所定の定電位電源に接続されていないときの所定
のタイミング（ｔ２ _(i) ）で一方の導電性パネルの電位
を検出する電位検出手段と、前記所定のタイミング（ｔ
１ａ）又は前記所定のタイミング（ｔ２ａ）の時点にお
ける該電位検出手段の出力に基づいて２枚の導電性パネ
ル間の接触の有無を判定する処理を実行するとともに、
前記所定のタイミング（ｔ１_(i) 及びｔ２_(i) ）の時系
列的な変化を求めて該変化が所定量よりも大きくない場
合に、前記所定のタイミング（ｔ１_(i) 及びｔ２_(i) ）
の各時点における電位検出手段の出力に基づいて２枚の
導電性パネル間の接触点の座標を特定する処理を実行す
る処理手段とを備えたことを特徴とする。

【００２１】

【作用】請求項１又は請求項２記載の発明では、第１の
期間又は第２の期間に、一方の導電性パネルに所定の直
流電圧が加えられるとともに、他方の導電性パネルに断
続的な定電位電源（例えばＶ_CC又はグランド）が与えら
れる。したがって、他方の導電性パネルが定電位電源に
向けて断続的に放電又は充電されるので、例えば、同期
間の初期段階にペンが非接触になった場合には、当該他
方の導電性パネルの電位に放電又は充電に伴う時系列的
な変化が現れ、この変化の有無又は大小によって同期間
の初期段階（電位勾配の過渡期間）におけるペンの非接
触／接触が正確に判定される。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１〜図４は本発明に係る座標検出装置の一実施
例を示す図である。まず、構成を説明する。図１におい
て、本実施例の座標検出装置は、微小な隙間を空けて対
向配置された２枚の導電性パネル２１、２２と、第１の
期間（Ｔ１）に一方の導電性パネル（図では下側の導電
性パネル２２；以下同様）のＸ軸方向の対向２辺間（図
では電極２３、２４間）に所定の直流電圧Ｖ_X を印加す
る第１の電圧印加手段２５と、第２の期間（Ｔ２）に同
一方の導電性パネル２２のＹ軸方向の対向２辺間（図で
は電極２６、２７間）に所定の直流電圧Ｖ_Y を印加する
第２の電圧印加手段２８と、前記Ｔ１より以前の第１Ａ
の期間（Ｔ１Ａ）及び前記Ｔ２より以前の第２Ａの期間
（Ｔ２Ａ）に前記２枚の導電性パネル２１、２２間（図
では電極２９と電極２３又は電極２７の間）に所定の直
流電圧Ｖ_C を印加する第３の電圧印加手段３０ａ、３０
ｂと、前記Ｔ１Ａの間の所定のタイミング（ｔ１ａ）及
び前記Ｔ２Ａの間の所定のタイミング（ｔ２ａ）並びに
前記Ｔ１の間の所定のタイミング（ｔ１_(i) ；ｉは１，
２，３，……）及び前記Ｔ２の間の所定のタイミング
（ｔ２_(i) ）で他方の導電性パネル２１の電位（Ｖ_(X)
／Ｖ _(Y) ）を検出する電位検出手段（例えばＡ／Ｄ変換
器）３１と、前記ｔ１ａ又は前記ｔ２ａの時点における
該電位検出手段３１の出力に基づいて２枚の導電性パネ
ル２１、２２間の接触の有無を判定する処理（接触判定
処理）を実行するとともに、前記ｔ１_(i) 及びｔ２
_(i) の各時点における電位検出手段３１の出力の時系
列上の偏差が基準値以下の場合に電位検出手段３１の出
力に基づいて２枚の導電性パネル２１、２２間の接触点
の座標を特定する処理（座標特定処理）を実行し、さら
に、前記各期間Ｔ１Ａ、Ｔ１、Ｔ２Ａ及びＴ２並びに各
タイミングｔ１ａ、ｔ１_(i) 、ｔ２ａ及びｔ２_(i) を表
すそれぞれのタイミング信号Ｓ_T1A 、Ｓ_T1、Ｓ_T2A 、Ｓ
_T2、Ｓ_t1a 、Ｓ_t1(i) 、Ｓ_t2a 及びＳ_t2(i) を発生する
処理手段（例えばマイクロコンピュータ）３２とを備え
るとともに、本実施例のポイントとして、前記第１の期
間（Ｔ１）及び第２の期間（Ｔ２）中に他方の導電性パ
ネル２１を所定の定電位電源（図ではグランド電位であ
るがＶ_CCでも構わない）に断続的に接続する接続手段３
３を備えるというものである。

【００２３】接続手段３３は上側の導電性パネル２１の
電極２９ａにコレクタを接続し、エミッタをグランド電
位に接続するｎｐｎ型のバイポーラトランジスタＴＲ６
からなり、このＴＲ６は、ベースに与えられる所定の制
御信号Ｓ_contがアクティブのときに、上側の導電性パネ
ル２１の電位を強制的にグランド電位にするというもの
である。

【００２４】なお、所定の制御信号Ｓ_contは、第１の期
間（Ｔ１）又は第２の期間（Ｔ２）内であって、かつ前
記信号Ｓ_t1(i) 又はＳ_t2(i) が非アクティブのときに、
等長又は不等長の間隔で断続的にアクティブになる信号
であり、その生成場所は、Ｓ _T1、Ｓ_T2、Ｓ_t1(i) 及びＳ
_t2(i) との同期を取るためにも制御手段３２が望まし
い。

【００２５】図２は２枚の導電性パネル２１、２２の具
体的な断面構造であり、ＰＥＴ（ポリエステル）フィル
ム等の透明で弾力性のあるシート３４の下面にＩＴＯ
（酸化インジウム）等の柔軟性かつ導電性を有する膜３
５を形成して上側の導電性パネル２１を構成し、さら
に、ガラス等の透明な基板３６の上にＩＴＯ等の柔軟性
かつ導電性を有する膜３７を形成して下側の導電性パネ
ル２２を構成する。なお、３８は絶縁性かつ柔軟性を有
するスペーサ、３９は２枚の導電性パネル２１、２２の
端を接合する例えば絶縁性の肉厚両面接着テープであ
る。

【００２６】第１の電圧印加手段２５は、電極２３又は
電極２４の電極数と同数のｐｎｐ型のバイポーラトラン
ジスタＴＲ３_j （ｊは１〜電極数；以下同様）及びｎｐ
ｎ型のバイポーラトランジスタＴＲ４_j からなり、ＴＲ
３_j 及びＴＲ４_j は信号Ｓ_T1（及びその反転信号）がア
クティブのときにオンすると共に、ＴＲ４_j は信号Ｓ
_T1A の反転信号がアクティブのときにもオンする。

【００２７】また、第２の電圧印加手段２８は、電極２
６又は電極２７の電極数と同数のｐｎｐ型のバイポーラ
トランジスタＴＲ１_j 及びｎｐｎ型のバイポーラトラン
ジスタＴＲ２_j からなり、ＴＲ１_j 及びＴＲ２_j は信号
Ｓ_T2（及びその反転信号）がアクティブのときにオンす
ると共に、ＴＲ２_j は信号Ｓ_T2A の反転信号がアクティ
ブのときにもオンする。

【００２８】さらに、第３の電圧印加手段３０ａ、３０
ｂは、ｐｎｐ型のバイポーラトランジスタＴＲ５（及び
第１の電圧印加手段２５のＴＲ４ｊ並びに第２の電圧印
加手段２８のＴＲ２_j ）からなり、ＴＲ５（及びＴＲ４
_j 、ＴＲ２_j ）は信号Ｓ_T1A（及びその反転信号）又は
信号Ｓ_T2A （及びその反転信号）がアクティブのときに
オンする。

【００２９】なお、Ｒ２１、Ｒ２２_j 、Ｒ２３_j 、Ｒ２
４_j 、Ｒ２５_j 及びＲ２６は抵抗、Ｖ_CCは直流電源（例
えば＋５Ｖ）である。このような構成において、処理の
流れは冒頭の従来例と同様に、「接触判定処理」→「Ｘ
座標（又はＹ座標）の座標特定処理」→「接触判定処
理」→「Ｙ座標（又はＸ座標）の座標特定処理」とな
り、これが順次に繰り返される。

【００３０】第１Ａの期間（Ｔ１Ａ）又は第２Ａの期間
（Ｔ２Ａ）の接触判定処理では、信号Ｓ_T1A 又は信号Ｓ
_T2A がアクティブになり、これに応答して第３の電圧印
加手段３０ａ、３０ｂのＴＲ５（及びＴＲ４_j 又はＴＲ
２_j ）がオン状態となる。このため、「Ｖ_CC→ＴＲ５→
Ｒ６→電極２９」の経路を経て上側の導電性パネル２１
に高電位（Ｖ_CC）が与えられ、かつ下側の導電性パネル
２２には、「電極２３（又は電極２７）→ＴＲ４_j （又
はＴＲ２_j ）→グランド」の経路を経て接地電位（０
Ｖ）が与えられる。

【００３１】すなわち、このときの上側の導電性パネル
２１の電位Ｖ_(X) ／Ｖ_(Y) はＶ_CC相当の高電位に保たれ
る。この状態で、ペンを用いて、上側の導電性パネル２
１の任意の位置を押すと、上側の導電性パネル２１の当
該位置が窪み、下側の導電性パネル２２に点接触する。

【００３２】このため、「Ｖ_CC→ＴＲ５→Ｒ６→電極２
９→上側の導電性パネル２１→下側の導電性パネル２２
→電極２３（又は電極２７）→ＴＲ４_j （又はＴＲ
２_j ）→グランド」の経路で閉回路が形成され、上側の
導電性パネル２１の電極２９とグランド間に、ほぼグラ
ンド電位相当の低電位が現れる。すなわち、このときの
上側の導電性パネル２１の電位Ｖ_(X) ／Ｖ_(Y) は、グラ
ンド電位相当の低電位に変化する。

【００３３】したがって、第１Ａの期間（Ｔ１Ａ）又は
第２Ａの期間（Ｔ２Ａ）中の所定のタイミング（ｔ１ａ
又はｔ２ａ）で、電位検出手段３１によってＶ_(X) ／Ｖ
_(Y)の大きさを調べ、Ｖ_CC相当の高電位であればペンに
よる接触無しが、また０Ｖ相当の低電位であればペンに
よる接触有りが判定される。第１の期間（Ｔ１）又は第
２の期間（Ｔ２）に入ると、今度は、信号Ｓ_T1（及びそ
の反転信号）又は信号Ｓ_T2（及びその反転信号）がアク
ティブになり、これに応答して第１の電圧印加手段２５
のＴＲ３_j 及びＴＲ４_j 又は第２の電圧印加手段２８の
ＴＲ１_j 及びＴＲ２_j がオン状態となる。

【００３４】このため、「Ｖ_CC→ＴＲ３_j →導電性パネ
ル２２の電極２４→同パネル２２の電極２３→ＴＲ４_j
→グランド」の経路を経て下側の導電性パネル２２の電
極２４に高電位（Ｖ_CC）が、また、同パネル２２の電極
２３に低電位（０Ｖ）が与えられる（Ｔ１の場合）。又
は、「Ｖ_CC→ＴＲ１_j →導電性パネル２２の電極２６→
同パネル２２の電極２７→ＴＲ２_j →グランド」の経路
を経て下側の導電性パネル２２の電極２６に高電位（Ｖ
_CC）が、また、同パネル２２の電極２７に低電位（０
Ｖ）が与えられる（Ｔ２の場合）。

【００３５】ここで、２枚の導電性パネル２１、２２
は、ペンの押圧によって任意の位置で点接触しているた
め、電圧を印加していない上側の導電性パネル２１に
は、電圧を印加している側の導電性パネル２２の接触点
の電位、すなわち電位勾配の中の１つの電位が現れる。
したがって、第１の期間（Ｔ１）中の所定のタイミング
（ｔ１_(i) ）における上側の導電性パネル２１の電位Ｖ
_(X) ／Ｖ_(Y) の大きさは、下側の導電性パネル２２の電
極２３（又は電極２４）から接触点までの距離（Ｘ座
標）を表し、また、第２の期間（Ｔ２）中の所定のタイ
ミング（ｔ２_(i) ）における上側の導電性パネル２１の
電位Ｖ_(X) ／Ｖ_(Y) の大きさは、下側の導電性パネル２
１の電極２６（又は電極２７）から接触点までの距離
（Ｙ座標）を表すから、これらを総合してペン接触点の
Ｘ、Ｙ座標を特定できる。

【００３６】図３は本実施例における接触判定処理及び
Ｘ座標（又はＹ座標）の座標特定処理を示す概略フロー
である。このフローは、（ａ）事前ペン接触判定部、
（ｂ）データ収集部、（ｃ）事後ペン接触判定部、
（ｄ）データ加工及び偏差演算部、（ｅ）データ異常判
定部、及び、本実施例のポイントである（ｆ）パネル充
放電部に大別される。なお、以下では、Ｘ座標の検出動
作について説明し、Ｙ座標については〔〕を付して示す
ものとする。

【００３７】（ａ）では、まず、ステップＰ₁ で信号Ｓ
_T1A 及びその反転信号〔Ｓ_T2A 及びその反転信号〕をア
クティブにし、ステップＰ₂ で所定時間αだけ待ってか
ら、ステップＰ₃ で信号Ｓ_t1a 〔Ｓ_t2a 〕をアクティブ
にする。すなわち、この事前ペン接触判定部（ａ）は、
第３の電圧印加手段３０ａ、３０ｂのＴＲ５及びＴＲ４
_j 〔ＴＲ２_j 〕をオンにして上側の導電性パネル２１に
Ｖ_CC相当の高電位を、また、下側の導電性パネル２２に
０Ｖ相当の低電位を印加し、そして、この状態を所定時
間α継続して上側の導電性パネル２１の電位が十分に立
上がった後に、上側の導電性パネル２１の電位Ｖ_(X) ／
Ｖ_(Y) を測定し、その測定値がＶ_CC相当の高電位であれ
ばペンの非接触を、又は、０Ｖ相当の低電位であればペ
ンの接触を判定するというものである。

【００３８】次の（ｂ）では、まず、ステップＰ₄ で信
号Ｓ_T1及びその反転信号〔Ｓ_T2及びその反転信号〕をア
クティブにし、ステップＰ₅ で所定時間βだけ待ってか
ら、ステップＰ₆ で信号Ｓ_t1(i) 〔Ｓ_t2(i) 〕をアクテ
ィブにして上側の導電性パネル２１の電位Ｖ_(X) ／Ｖ
_(Y) を測定する。すなわち、このデータ収集部（ｂ）
は、第１の電圧印加手段２５のＴＲ３_j 及びＴＲ４
_j 〔第２の電圧印加手段２８のＴＲ１_j 及びＴＲ２_j 〕
をオンにして下側の導電性パネル２２に所定の直流電圧
Ｖ_X 〔Ｖ_Y 〕を印加し、そして、この状態を所定時間β
継続して、下側の導電性パネル２２のＸ方向〔Ｙ方向〕
の電位勾配が十分に安定した後に、上側の導電性パネル
２１の電位Ｖ_(X) ／Ｖ_(Y) を測定するというものであ
る。

【００３９】ここで、測定はＴ１〔Ｔ２〕期間中のｉの
最大値をｎとするとｎ／３回程度繰り返し行う。例えば
ｎ＝２４とすると、最初のステップＰ₆ の実行では、ｉ
＝１からｉ＝８まで、すなわちＳ_t1(1) 、Ｓ_t1(2) 、Ｓ
_t1(3) 、……、Ｓ_t1(8) 〔Ｓ _t2(1) 、Ｓ_t2(2) 、Ｓ
_t2(3) 、……、Ｓ_t2(8) 〕までの信号がアクティブにな
り、一度に８個のデータが収集される。

【００４０】次に、本実施例のポイントである（ｆ）
は、（ｂ）の最後のステップＰ₇ でｉ＝ｎか否かを判定
し、ｉ＝ｎに満たない場合に実行される。このパネル充
放電部（ｆ）では、まず、ステップＰ₈ で信号Ｓ_contを
アクティブにし、ステップＰ₉ で所定時間γだけ待ち、
ステップＰ₁₀で信号Ｓ_contを非アクティブにして、再び
ステップＰ₁₁で所定時間δだけ待ってから、先の（ｂ）
のステップＰ₆ にリターンする。

【００４１】すなわち、このパネル充放電部（ｆ）で
は、Ｔ１〔Ｔ２〕期間中、信号Ｓ_{t1(i )} 〔Ｓ_t2(i) 〕が
８回アクティブになる度に、接続手段３３のＴＲ６を時
間γだけオンにして上側の導電性パネル２１をグランド
電位に接続するというものであり、さらに具体的に言え
ば、ｎ＝２４で、かつステップＰ₆ における測定回数が
８回であれば、Ｔ１〔Ｔ２〕期間中、上側の導電性パネ
ル２１の放電動作（定電位電源がＶ_CCの場合には充電動
作）が少なくとも２度、断続的に実行されるというもの
である。

【００４２】（ｃ）では、まず、ステップＰ₁₂で信号Ｓ
_T1A 及びその反転信号〔Ｓ_T2A 及びその反転信号〕をア
クティブにし、ステップＰ₁₃で所定時間αだけ待ってか
ら、ステップＰ₁₄で信号Ｓ_t1a 〔Ｓ_t2a 〕をアクティブ
にする。すなわち、この事後ペン接触判定部（ｃ）は、
上記の事前ペン接触判定部（ａ）と全く同様に、第３の
電圧印加手段３０ａ、３０ｂのＴＲ５及びＴＲ４_j 〔Ｔ
Ｒ２_j 〕をオンにして上側の導電性パネル２１にＶ_CC相
当の高電位を、また、下側の導電性パネル２２に０Ｖ相
当の低電位を印加し、そして、この状態を所定時間α継
続して上側の導電性パネル２１の電位が十分に立上がっ
た後に、上側の導電性パネル２１の電位Ｖ_(X) ／Ｖ_(Y)
を測定し、その測定値がＶ_CC相当の高電位であればペン
の非接触を、又は、０Ｖ相当の低電位であればペンの接
触を判定するというものである。

【００４３】次に、（ｄ）では、まず、ステップＰ₁₅に
おいて、上記データ収集部（ｂ）で収集したｉ個のデー
タの平均値を演算する。ここで行う平均値演算は、デー
タの信頼性を高めるためのデータ加工であるが、必ずし
も平均値処理に限定されるものではない。要はノイズ等
の影響を排除又は抑制できる手法であればよい。次い
で、ステップＰ₁₆でｉ個のデータの偏差を演算し、ステ
ップＰ₁₇で上記の事前ペン接触判定部（ａ）及び事後ペ
ン接触判定部（ｃ）の双方の判定結果が接触であるか否
かを判定し、ＹＥＳの場合に、ステップＰ₁₈で、上記ス
テップＰ₁₆で求めた偏差を基準値と比較する。そして、
これらのステップＰ₁₇、Ｐ₁₈が共にＹＥＳの場合には、
ステップＰ₁₉で検出データの正常を、何れか一方がＮＯ
の場合にはステップＰ₂₀で検出データの異常を判定す
る。

【００４４】若し、Ｔ１〔Ｔ２〕期間の全段階でペンが
接触状態を維持していれば、上記のデータ収集部（ｂ）
で収集されたｉ個のデータ群は、その値がほぼ同等であ
り、バラツキを無視すれば偏差ゼロ又はその付近のきわ
めて狭い幅に収束する。しかし、同期間の初期段階でペ
ンが非接触となった場合には、同ｉ個のデータ群は、上
記の充放電部（ｆ）の動作に応答して、連続する８個の
データ単位ごとに段階的にその値を減少（放電の場合；
充電の場合は増加）させる。

【００４５】したがって、この場合の偏差は、ゼロ以外
のある値となることは明らかであるから、適当な基準値
をもって偏差を比較すれば、電位勾配の過渡期間中にお
けるペンの非接触を正確に判定することができ、誤った
座標検出情報の出力を回避して、座標検出の信頼性を向
上できるのである。ここで、本実施例の作用を図４を用
いて説明する。この図において、上段の波形は導電性パ
ネル２１の電位（Ｖ_(X) ／Ｖ_(Y) ）変化を表し、下段の
波形はペンの接触（Ｈレベル）、非接触（Ｌレベル）を
表している。また、上下段の実線はペン接触の判定後に
ペンが非接触とならない場合、破線は同判定後にペンが
非接触となる場合を表している。

【００４６】時点イ′は第１Ａの期間（Ｔ１Ａ）、すな
わちペン接触の有無を判定する期間の開始点である。こ
の開始点イ′において、ペンが接触していると２枚の導
電性パネル２１、２２は互いに導通状態にあり、「Ｖ_CC
→ＴＲ５→Ｒ６→電極２９→導電性パネル２１→導電性
パネル２２→電極２３→ＴＲ４_j →グランド」の経路で
電流が流れ、導電性パネル２１の電位Ｖ_(X) ／Ｖ_(Y) は
所定の時定数（２枚の導電性パネル２１、２２の容量及
び抵抗で与えられる）に沿って徐々にグランド電位に接
近する。

【００４７】したがって、Ｔ１Ａのほぼ終り頃の時点
ロ′（上記のタイミングｔ１ａに相当）における電位Ｖ
_(X) ／Ｖ_(Y) の値は、ペンが接触状態である限り、必ず
グランド電位相当の低電位を示すことになる。次いで、
Ｔ１Ａの終了と同時に第１の期間（Ｔ１）を開始する。
このＴ１では、下側の導電性パネル２２の電極２３、２
４間に所定の直流電圧Ｖ_X を印加し、両電極２３、２４
間の電位勾配の十分な安定を待ってから、上側の導電性
パネル２１の電位Ｖ_(X) ／Ｖ_(Y) を検出する。両電極２
３、２４間の電位勾配は、Ｔ１の開始時点ハ′からある
時間を経過した時点ニ′で安定するが、ペンの接触状態
が保たれている場合の検出電位Ｖ_(X) ／Ｖ_(Y) は、実線
の波形で示すように、両電極２３、２４間の電位勾配の
中の１つの電位と完全に一致している。

【００４８】したがって、時点ニ′以降の適当な時点
（例えば時点ホ′；上記のタイミングｔ１_(i) に相当）
におけるＶ_(X) ／Ｖ_(Y) は、Ｘ座標軸上の電極２３（又
は電極２４）からペンの接触点までの距離（Ｘ座標）を
正確に表している。他方、Ｔ１の初期段階でペンが非接
触となった場合、例えば、時点ハ′、ニ′間の時点ヘ′
でペンが非接触となった場合には、この時点ヘ′におけ
る電位勾配、すなわち、安定状態に至る前の電位勾配で
電位Ｖ_(X) ／Ｖ_(Y) が固定されてしまうが、本実施例で
は、Ｔ１の期間中の適当な時点ト′、チ′で上側の導電
性パネル２１の電位Ｖ_(X) ／Ｖ_(Y) を所定時間（γ）放
電するので、その放電動作に合わせてＶ_(X) ／Ｖ_(Y) を
段階的に減少させることができ、この電位変化に基づい
て、電位勾配の過渡期間中におけるペンの非接触を検出
することができるのである。

【００４９】なお、上記実施例では、ペンの非接触をデ
ータの偏差で判定しているが、これに限るものではな
く、データの大小を時間軸上で比較してもよい。本発明
は、冒頭で述べた従来技術にも適用できる。すなわち、
第１の期間（Ｔ１）中にＴＲ２を数回オンさせるととも
に、第２の期間（Ｔ２）中にＴＲ４を数回オンさせるよ
うにすればよい。オンの時間は所定時間γである。

【００５０】また、第１の期間（Ｔ１）又は第２の期間
（Ｔ２）中におけるＶ_(X) 又はＶ_{(Y )} の測定は、電位勾
配の非安定期間、ＴＲ２又はＴＲ４のオン期間、及び、
ＴＲ２又はＴＲ４のオフ遷移から時間δを経過するまで
の期間を除いた適当なタイミングで繰り返し的に行えば
よい。したがって、ＴＲ２は、第１の期間（Ｔ１）中に
他方の導電性パネル１を所定の定電位電源に断続的に接
続する第１の接続手段として機能し、また、ＴＲ４は、
第２の期間（Ｔ２）中に一方の導電性パネル２を所定の
定電位電源に断続的に接続する第２の接続手段として機
能する。

【００５１】

【発明の効果】請求項１又は請求項２記載の発明によれ
ば、第１の期間又は第２の期間に、他方の導電性パネル
に断続的な定電位電源（例えばＶ_CC又はグランド）が与
えられ、他方の導電性パネルが定電位電源に向けて断続
的に放電又は充電される。したがって、例えば、同期間
の初期段階にペンが非接触になった場合には、当該他方
の導電性パネルの電位に放電又は充電に伴う時系列的な
変化が現れ、この変化の有無又は大小によって同期間の
初期段階（電位勾配の過渡期間）におけるペンの非接触
／接触を正確に判定できるから、誤った座標検出を回避
して座標検出の信頼性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例の構成図である。

【図２】導電性パネルの構造図である。

【図３】一実施例の動作フローである。

【図４】一実施例の動作波形図である。

【図５】従来例の構成図である。

【図６】従来例の動作波形図である。

【符号の説明】

ＴＲ２：第１の接続手段 ＴＲ４：第２の接続手段 １、２：導電性パネル ５：第１の電圧印加手段 ８：第２の電圧印加手段 ９：第３の電圧印加手段 １０：電位検出手段 １１：処理手段 ２１、２２：導電性パネル ２５：第１の電圧印加手段 ２８：第２の電圧印加手段 ３０ａ、３０ｂ：第３の電圧印加手段 ３１：電位検出手段 ３２：処理手段 ３３：接続手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−152472（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−46306（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−44223（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−324163（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−97429（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−118823（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−59712（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06F 3/03 G06F 3/033 - 3/037 G02F 1/133 530

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】微小な隙間を空けて対向配置された２枚の
   導電性パネル（２１、２２）と、 第１の期間に一方の導電性パネルのＸ軸方向の対向２辺
   間に所定の直流電圧を印加する第１の電圧印加手段（２
   ５）と、 第２の期間に前記一方の導電性パネルのＹ軸方向の対向
   ２辺間に所定の直流電圧を印加する第２の電圧印加手段
   （２８）と、 前記第１の期間より以前の第１Ａの期間及び前記第２の
   期間より以前の第２Ａの期間に前記２枚の導電性パネル
   間に所定の直流電圧を印加する第３の電圧印加手段（３
   ０ａ、３０ｂ）と、 前記第１の期間及び第２の期間中に他方の導電性パネル
   を所定の定電位電源に断続的に接続する接続手段（３
   ３）と、 前記第１Ａの期間中の所定のタイミング（ｔ１ａ）及び
   前記第２Ａの期間中の所定のタイミング（ｔ２ａ）並び
   に前記第１の期間中でかつ前記他方の導電性パネルが所
   定の定電位電源に接続されていないときの所定のタイミ
   ング（ｔ１_(i)；ｉは１，２，３，……）に他方の導電
   性パネルの電位を検出するとともに、前記第２の期間中
   でかつ前記他方の導電性パネルが所定の定電位電源に接
   続されていないときの所定のタイミング（ｔ２_(i) ）に
   他方の導電性パネルの電位を検出する電位検出手段（３
   １）と、 前記所定のタイミング（ｔ１ａ）又は前記所定のタイミ
   ング（ｔ２ａ）の時点における該電位検出手段（３１）
   の出力に基づいて２枚の導電性パネル間の接触の有無を
   判定する処理を実行するとともに、前記所定のタイミン
   グ（ｔ１_(i) 及びｔ２_(i) ）の時系列的な変化を求めて
   該変化が所定量よりも大きくない場合に、前記所定のタ
   イミング（ｔ１_(i) 及びｔ２_(i) ）の各時点における電
   位検出手段（３１）の出力に基づいて２枚の導電性パネ
   ル間の接触点の座標を特定する処理を実行する処理手段
   （３２）とを備えたことを特徴とする座標検出装置。
2. 【請求項２】微小な隙間を空けて対向配置された２枚の
   導電性パネル（１、２）と、 第１の期間に一方の導電性パネルのＸ軸方向の対向２辺
   間に所定の直流電圧を印加する第１の電圧印加手段
   （５）と、 第２の期間に他方の導電性パネルのＹ軸方向の対向２辺
   間に所定の直流電圧を印加する第２の電圧印加手段
   （８）と、 前記第１の期間より以前の第１Ａの期間及び前記第２の
   期間より以前の第２Ａの期間に前記２枚の導電性パネル
   間に所定の直流電圧を印加する第３の電圧印加手段
   （９）と、 前記第１の期間中に前記他方の導電性パネルを所定の定
   電位電源に断続的に接続する第１の接続手段（ＴＲ２）
   と、 前記第２の期間中に前記一方の導電性パネルを所定の定
   電位電源に断続的に接続する第２の接続手段（ＴＲ４）
   と、 前記第１Ａの期間中の所定のタイミング（ｔ１ａ）及び
   前記第２Ａの期間中の所定のタイミング（ｔ２ａ）並び
   に前記第１の期間中でかつ前記他方の導電性パネルが所
   定の定電位電源に接続されていないときの所定のタイミ
   ング（ｔ１_(i)：ｉは１，２，３，……）で他方の導電
   性パネルの電位を検出するとともに、前記第２の期間中
   でかつ前記一方の導電性パネルが所定の定電位電源に接
   続されていないときの所定のタイミング（ｔ２_(i) ）で
   一方の導電性パネルの電位を検出する電位検出手段（１
   ０）と、 前記所定のタイミング（ｔ１ａ）又は前記所定のタイミ
   ング（ｔ２ａ）の時点における該電位検出手段（１０）
   の出力に基づいて２枚の導電性パネル間の接触の有無を
   判定する処理を実行するとともに、前記所定のタイミン
   グ（ｔ１_(i) 及びｔ２_(i) ）の時系列的な変化を求めて
   該変化が所定量よりも大きくない場合に、前記所定のタ
   イミング（ｔ１_(i) 及びｔ２_(i) ）の各時点における電
   位検出手段（１０）の出力に基づいて２枚の導電性パネ
   ル間の接触点の座標を特定する処理を実行する処理手段
   （１１）とを備えたことを特徴とする座標検出装置。