JP4110580B2 - Pressure sensitive 3D tablet and tablet operation data detection method - Google Patents

Pressure sensitive 3D tablet and tablet operation data detection method Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、スタイラスペン、指などによる押圧操作を検出する感圧式3次元タブレットとその操作データ検出方法に関し、更に詳しくは、タブレットの押圧位置の他に押圧位置での接触抵抗を検出する感圧式3次元タブレットとタブレットの操作データ検出方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の感圧式タブレット100は、図9に示すように、X座標抵抗板101とY座標抵抗板102とを、絶縁性のドットスペーサ(図示せず)等で僅かな間隔で離間させながら、互いの抵抗層が向かい合うように重合している。
【0003】
この抵抗層は均一な抵抗体で形成され、従って抵抗板の一側の電極に座標検出用電圧を印加し他側の電極を接地すると等しい傾きの電位勾配が形成され、抵抗板の各位置で電極からの距離に比例した電位が生じる。
【0004】
このように構成された感圧式タブレットで座標検出を行う場合には、まずX座標検出モードとして、CPU105からの制御によってX側のスイッチ103、104を閉じX座標抵抗板101に電位勾配をかけるとともに、Y側のスイッチ108、109を開放する。このとき、A/Dコンバータ106の入力端子と接続するスイッチ107は、Y座標抵抗板102の−側電極113側と接続している。
【0005】
ここで、X座標抵抗板101のP点(x,y)が、スタイラスペンなどで押圧されると、P点での電位VxPは、図のようにX+側電極111までの距離の抵抗をX、X−側電極110までの距離の抵抗をXとすれば、VCC*X/(X+X)となり、この電位VxPをA/Dコンバータ106で読み取ることによって、x座標(x)を検出する。
【0006】
次いで、Y座標検出モードとして、X側のスイッチ103、104を開放するとともに、Y側のスイッチ108、109を閉じ、A/Dコンバータ106の入力端子と接続するスイッチ107を、X座標抵抗板101のX−側電極110側へ接続する。
【0007】
P点での電位VyPは、同様にY+側電極112までの距離の抵抗をY、Y−側電極113までの距離の抵抗をYとすれば、VCC*Y/(Y+Y)となり、この電位VyPをA/Dコンバータ106で読み取ることによって、y座標(y)を検出する。
【0008】
このようにX、Y座標検出モードによって、タブレット操作による押圧位置をX方向とY方向で検出し、2次元のタブレット操作データとしてパーソナルコンピュータなどへ出力している。
【0009】
パーソナルコンピュータでは、このタブレット操作データを例えばカーソルの移動制御データとして、x座標(x)とy座標(y)に相当するディスプレー上の位置にカーソルを移動させる。従って、抵抗板の押圧位置(x,y)を移動させることによってカーソルを移動制御することができ、ディスプレー上での描画、カーソルのアイコンへの移動等を行うことができる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来の感圧式タブレット100は、抵抗板を押圧することによって、2次元のタブレット操作データを出力するだけであるので、例えば、ディスプレー上での描画中に線の太さを変化させたり、カーソルをアイコン上へ移動させた後、アイコンに示される命令を実行させようとする場合には、スイッチなど更に別の入力装置を備え、この入力装置による操作をタブレット操作とともに行う必要があった。
【0011】
しかしながら、感圧式タブレットに別の入力装置を取り付ける場合には、装置全体が大型化するとともに、コストアップの原因となっていた。
【0012】
また、タブレット操作とともに別の入力装置の操作を行うことは、一度座標を入力している指などを抵抗板から離して別の入力装置を操作しなければならず、煩わしく、その操作性に劣るものであった。特に、ディスプレーに3次元表示された画像において、奥行き(Z)方向の移動制御を行う場合には、連続して変化する3次元の操作データをパーソナルコンピュータへ出力する必要があり、タブレット操作による2次元操作と併せて別の入力装置でこの操作を行うことは困難であった。
【0013】
この為本出願人は、一方の抵抗板に既知の抵抗値rの基準抵抗Rを介して基準電圧VCCを印加することによりタブレットの接触抵抗値rを検出し、接触抵抗値rをタブレットの押圧操作データとする感圧式3次元タブレット120を発明し、平成8年3月26日に特許出願を行った。
【0014】
図10は、この感圧式3次元タブレット120のタブレットの接触抵抗値rを検出するモードでの等価回路図である。感圧式3次元タブレット120は、抵抗板が押圧されていないときに、X座標抵抗板8は基準検出電圧VCCレベルであり、Y座標抵抗板9は、GNDレベルとなっている。従って、それぞれの抵抗板8、9及びこれらの抵抗板間に電流が流れることはなく、タブレットの操作すなわち、抵抗板の押圧(ペンオン)検出の待機状態で、電流が消費されることがない。
【0015】
同図のように、この状態からX座標抵抗板8を押圧すると、押圧位置Pにおいて、X座標抵抗板8からY座標抵抗板9に接触抵抗を通して電流iが流れる。このとき、IX、OX、IY入出力端子には、それぞれA/Dコンバータが接続されているので、これらの方向に流れる微小電流を無視すれば、基準抵抗Rと接触抵抗Rには、等しい電流itが流れる。
【0016】
従って、その両端の電位差をそれぞれ基準電位差V、接触位置電位差V、基準抵抗Rの抵抗値をrとすれば、V/r=V/rの関係から、r=r*V/Vによって、接触抵抗値rを検出することができる。
【0017】
同図から明らかなように、この基準電位差Vは既知の基準検出電圧VCCとA/Dコンバータ2の入力端子AD1の電位Vから、接触位置電位差Vは、A/Dコンバータ2の入力端子AD2とAD3との電位V、Vから求めることができるので、CPU1でr=r*V/Vより接触抵抗値rが算出される。
【0018】
この接触抵抗値rの算出に、このモードにおいて流れる電流itは影響しない。つまり、抵抗板間の接触位置(x、y)が変化して抵抗板8、9に流れる電流itが変化しても、電流itと無関係に接触抵抗値rを検出できるものであり、接触抵抗値rを、接触位置PのX座標(x)とY座標(y)と全く独立のパラメータとして検出できるものである。
【0019】
しかしながら、この感圧式3次元タブレット120は、基準抵抗Rを別に接続する必要があることから、従来の感圧式タブレット100をそのまま利用することができなかった。
【0020】
本発明は、以上の問題点を解決するためになされたもので、従来の感圧式タブレットの構成を変えることなく、3次元のタブレット操作データを出力することができる感圧式3次元タブレットと、タブレットの操作データ検出方法を提供することを目的とする。
【0021】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1の感圧式3次元タブレットは、X方向の両端の2辺に沿ってそれぞれX+側電極とX−側電極が形成されたX座標抵抗板と、X方向と直交するY方向の両端の2辺に沿ってそれぞれY+側電極とY−側電極が形成され、X座標抵抗板と僅かな絶縁空隙をもって重合するY座標抵抗板と、X+側電極とY+側電極のいずれかに選択的に基準検出電圧VCCを印加する基準電圧印加手段と、X−側電極とY−側電極のいずれかを選択的に接地する接地手段と
X+側電極に基準検出電圧VCCを印加するとともにX−側電極を接地してX座標抵抗板に均一な電位勾配を形成し、Y座標抵抗板を介して、X座標抵抗板とY座標抵抗板の接触位置(x、y)での電位Vxpを読み取り、該電位Vxpから接触位置のX座標(x)を検出するX座標検出モードと、
Y+側電極に基準検出電圧VCCを印加するとともにY−側電極を接地してY座標抵抗板に均一な電位勾配を形成し、X座標抵抗板を介して、X座標抵抗板とY座標抵抗板の接触位置(x、y)での電位Vypを読み取り、該電位Vypから接触位置のY座標(y)を検出するY座標検出モードと、
X+側電極に基準検出電圧VCCを印加するとともに、Y−側電極を接地し、X−側電極とY+側電極の各電位を読み取り、接触位置(x、y)におけるX座標抵抗板とY座標抵抗板間の第1電位差Vを検出し、Y+側電極に基準検出電圧VCCを印加するとともに、X−側電極を接地し、Y−側電極とX+側電極の各電位を読み取り、接触位置(x、y)におけるX座標抵抗板とY座標抵抗板間の第2電位差Vを検出し、接触位置(x、y)に依存せずに、第1電位差Vと第2電位差Vで接触抵抗値rを表した関数から、接触位置での接触抵抗値rを算出する接触抵抗検出モードとにより、
接触位置のX座標(x)とY座標(y)と接触抵抗値rを検出する演算手段とを備え、
検出したX座標(x)とY座標(y)と接触抵抗値rによってタブレット操作データを出力することを特徴とする。
【0022】
X座標検出モードにおいては、X座標抵抗板(8)に接地電位からVCCまでの均一な電位勾配が形成される。接触位置(x、y)での電位Vxpは、X−側電極(8b)からの距離に比例するので、該電位Vxpから接触位置のX座標(x)が検出される。
【0023】
Y座標検出モードにおいては、Y座標抵抗板(9)に接地電位からVCCまでの均一な電位勾配が形成される。接触位置(x、y)での電位Vypは、Y−側電極(9b)からの距離に比例するので、該電位Vypから接触位置のY座標(y)が検出される。
【0024】
接触抵抗検出モードにおいて、X+側電極(8a)に基準検出電圧VCCを印加するとともにY−側電極(9b)を接地すると、X+側電極(8a)からX座標抵抗板、押圧位置(x、y)での接触抵抗値r、Y座標抵抗板、Y−側電極(9b)を経由して電流が流れる。接触位置からX+側電極(8a)までの抵抗値をX、接触位置からY−側電極(9b)までの抵抗値をYとすると、接触位置(x、y)における接触抵抗値r両端の第1電位差Vは、
【0025】

Figure 0004110580
【0026】
で表すことができる。
【0027】
また、Y+側電極(9a)に基準検出電圧VCCを印加するとともにX−側電極(8b)を接地すると、Y+側電極(9a)からY座標抵抗板、押圧位置(x、y)での接触抵抗値r、X座標抵抗板、X−側電極(8b)を経由して電流が流れる。接触位置からY+側電極(9a)までの抵抗値をY、接触位置からX−側電極(8b)までの抵抗値をXとすると、接触位置(x、y)における接触抵抗値r両端の第2電位差Vは、
【0028】
Figure 0004110580
【0029】
で表すことができる。
【0030】
(1)(2)式を用いて、接触位置(x、y)に依存せずに、第1電位差Vと第2電位差Vで接触抵抗値rを表した関数に、接触抵抗検出モードで検出した第1電位差Vと第2電位差Vを代入し、接触位置での接触抵抗値値rを算出する。
【0031】
これらのX座標(x)とY座標(y)と接触抵抗値rをもとに生成したタブレット操作データが出力されるので、抵抗板の押圧位置(x、y)と押圧位置での押圧力、押圧面積等を変えたタブレット操作により、3次元のデータをパーソナルコンピュータなどの被制御機器へ出力することができる。
【0032】
請求項2の感圧式3次元タブレットは、X+側電極とX−側電極間の抵抗値をX、Y+側電極とY−側電極間の抵抗値をY、V*V/(V+V)をAとしたときに、接触抵抗値rを、
【0033】
Figure 0004110580
【0034】
から算出することを特徴とする。
【0035】
Figure 0004110580
【0036】
であるから、(1)(2)式及びX+X=X、Y+Y=Yから、(3)式は、
【0037】
Figure 0004110580
【0038】
となり、接触抵抗値rを第1電位差Vと第2電位差Vの関数で表すことができる。X+側電極(8a)とX−側電極(8b)間の抵抗値Xと、Y+側電極(9a)とY−側電極(9b)間の抵抗値Yは抵抗板により定まる定数であり、また、基準検出電圧VCCも既知の定数であることから、(4)式を用いて接触抵抗値rを第1電位差Vと第2電位差Vから求めることができる。
【0039】
従って、タブレットが押圧操作されたときには、感圧式3次元タブレットをX、Y座標検出モードと接触抵抗検出モードを繰り返して、抵抗板の接触位置のX座標(x)とY座標(y)と接触抵抗値rを検出し、タブレット操作データとすることができる。このうち接触抵抗値rは、抵抗板の押圧位置に依存せず、抵抗板の接触位置(x、y)に影響されることのないタブレット操作を表す独立のパラメータとなる。
【0040】
【0041】
【0042】
【0043】
【0044】
【0045】
【0046】
【0047】
【0048】
請求項3のタブレットの操作データ検出方法は、X方向の両端の2辺に沿ってそれぞれX+側電極とX−側電極が形成されたX座標抵抗板と、X方向と直交するY方向の両端の2辺に沿ってそれぞれY+側電極とY−側電極が形成されたY座標抵抗板とを僅かな絶縁空隙をもって重合してなるタブレットの一方の抵抗板を押圧操作して他方の抵抗板に接触させたときに、
X座標抵抗板のX+側電極に基準検出電圧VCCを印加するとともにY座標抵抗板のY−側電極を接地し、接触位置(x、y)での抵抗板間の第1電位差Vを検出し、Y座標抵抗板のY+側電極に基準検出電圧VCCを印加するとともに他方のX座標抵抗板のX−側電極を接地し、接触位置(x、y)での抵抗板間の第2電位差Vを検出し、接触位置(x、y)に依存せずに、第1電位差Vと第2電位差Vで接触抵抗値rを表した関数から、接触位置での接触抵抗値rを算出し、
接触位置(x、y)の接触抵抗値rをタブレット操作データとして検出することを特徴とする。
【0049】
【0050】
X+側電極(8a)に基準検出電圧VCCを印加するとともにY−側電極(9b)を接地すると、X+側電極(8a)からX座標抵抗板、押圧位置(x、y)での接触抵抗値r、Y座標抵抗板、Y−側電極(9b)を経由して電流が流れる。接触位置からX+側電極(8a)までの抵抗値をX、接触位置からY−側電極(9b)までの抵抗値をYとすると、接触位置(x、y)における接触抵抗値r両端の第1電位差Vは、
【0051】
Figure 0004110580
【0052】
で表すことができる。
【0053】
また、Y+側電極(9a)に基準検出電圧VCCを印加するとともにX−側電極(8b)を接地すると、Y+側電極(9a)からY座標抵抗板、押圧位置(x、y)での接触抵抗値r、X座標抵抗板、X−側電極(8b)を経由して電流が流れる。接触位置からY+側電極(9a)までの抵抗値をY、接触位置からX−側電極(8b)までの抵抗値をXとすると、接触位置(x、y)における接触抵抗値r両端の第2電位差Vは、
【0054】
Figure 0004110580
【0055】
で表すことができる。
【0056】
(1)(2)式を用いて、接触位置(x、y)に依存せずに、第1電位差Vと第2電位差Vで接触抵抗値rを表した関数に、接触抵抗検出モードで検出した第1電位差Vと第2電位差Vを代入し、接触位置での接触抵抗値rを算出する。
【0057】
従って、接触抵抗値rをタブレット操作データとして検出することができる。
【0058】
請求項4のタブレットの操作データ検出方法は、X座標抵抗板のX方向の抵抗値をX、Y座標抵抗板のY方向の抵抗値をY、V*V/(V+V)をAとしたときに、接触抵抗値rを、
【0059】
Figure 0004110580
【0060】
から算出することを特徴とする。
【0061】
Figure 0004110580
【0062】
であるから、(1)(2)式及びX+X=X、Y+Y=Yから、(3)式は、
【0063】
Figure 0004110580
【0064】
となり、接触抵抗値rを第1電位差Vと第2電位差Vから算出することができる。
【0065】
従って、接触抵抗値rをタブレット操作データとして検出することができる。接触抵抗値rは、抵抗板の押圧位置に依存せず、抵抗板の接触位置(x、y)に影響されることのないタブレット操作を表す独立のパラメータとなる。
【0066】
【0067】
【0068】
【0069】
【0070】
【0071】
【0072】
【0073】
【0074】
【0075】
【0076】
【0077】
【0078】
【0079】
【0080】
【0081】
【0082】
【0083】
【0084】
【0085】
【0086】
【0087】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面にもとづいて説明する。
【0088】
図1乃至図6は、本発明の第1の実施の形態に係る感圧式3次元タブレット10を示すもので、図1において、CPU1は、A/Dコンバータ2を内蔵し、このA/Dコンバータ2は、3個の入力端子AD1、AD2、AD3を備え、各入力端子の電位を同時に検出できるようになっている。
【0089】
CPU1には、5個の入出力端子PCHK、IX、OX、IY、OYが備えられ、各入出力端子の後段にこれらの端子と内部回路との接続を切り替える電子スイッチ3〜7が接続されている。各電子スイッチ3〜7は、CPU1の制御により個別に動作し、CPU1内の内部回路との接続が切り替えられるようになっている。すなわち、電子スイッチ3は、PCHK端子を、電源VCCとOFF(ハイインピーダンス)端子との間で切り換え接続し、電子スイッチ4は、IX端子を、電源VCCとAD1入力端子との間で切り換え接続し、電子スイッチ5は、OX端子を、接地端子とAD2入力端子とOFF(ハイインピーダンス)端子との間で切り換え接続するものである。また、電子スイッチ6は、IY端子を、電源VCCとAD3入力端子との間で切り換え接続し、電子スイッチ7は、OY端子を、接地端子とAD3入力端子とOFF(ハイインピーダンス)端子との間で切り換え接続するものである。
【0090】
8と9は、X座標抵抗板とY座標抵抗板であり、互いに均一に形成された抵抗層を対向させるようにして、対向面に印刷されたドット状の印刷スペーサ(図示せず)によって、僅かな間隙を隔てて重合されている。
【0091】
図のように、X座標抵抗板8には、X方向の両端の2辺に沿って、X+側電極8aとX−側電極8bが形成され、X+側電極8aは、CPU1のIX端子と、他端がPCHK端子に接続するペンオン検出抵抗Rに接続し、X−側電極8bは、CPU1のOX端子に接続している。
【0092】
また、Y座標抵抗板9には、Y方向の両端の2辺に沿って、Y+側電極9aとY−側電極9bが形成され、Y+側電極9aは、CPU1のIY端子に接続し、Y−側電極9bは、CPU1のOY端子に接続している。
【0093】
このように構成された感圧式3次元タブレット10は、タブレットの押圧操作を待機している状態で、ペンオン検出モードとなっていて、X座標抵抗板8が押圧されたことを検知すると後述するペンオフ(抵抗板の押圧を解除する)を検知するまで、接触抵抗検出モードとX座標検出モードとY座標検出モードを繰り返し、タブレットの押圧操作による接触位置での接触抵抗値rとX座標(x)とY座標(y)とを検出するようにしている。
【0094】
以下、これらの各モードにおける作用を説明する。
【0095】
ペンオン検出モードでは、例えばペンオン検出抵抗Rの両端の電圧を監視し、X座標抵抗板8を押圧して他方のY座標抵抗板9と接触することを、ペンオン検出抵抗Rに電流が流れ、そのペンオン検出抵抗Rに電位降下が生じることから検出するものである。すなわち、ペンオン検出モードでは、図1のPCHK端子をスイッチ3により電源VCCへ接続し、X座標抵抗板8に基準抵抗Rを介して基準検出電圧VCCを印加するとともに、IX端子をA/Dコンバータ2の入力端子AD1に接続させ、X座標抵抗板8の電位を検出するようにしている。また、IY若しくはOYの入出力端子のいずれかをスイッチ6若しくは7により接地端子と接続するようにして、Y座標抵抗板9をGNDレベルとしている。
【0096】
タブレットシート6の押圧が解除されている間は、抵抗板8、9間に電流が流れないので、ペンオン検出抵抗Rの両端にも電位降下が生じず、IX端子の電位は電源VCCの電位に保たれる。
【0097】
X座標抵抗板8が押圧されると、X座標抵抗板8からY座標抵抗板9に電流が流れ、IX端子の電位が降下する。従ってこの電位を所定のペンオン検出しきい値Vと比較することによって、X座標抵抗板8が押圧されているか否かを検出する。
【0098】
ペンオン検出モードにより抵抗板の押圧が検出されると、PCHK端子はスイッチ3によりOFF端子側に切り換えられ、この後感圧式3次元タブレット10は、接触抵抗検出モードに移行して押圧位置(接触位置)Pでの接触抵抗値rを検出する。
【0099】
接触抵抗検出モードにおいては、始めにCPU1の各電子スイッチ3〜7を図1に示すように動作させ、CPU1の各入出力端子を内部回路と接続させて、押圧位置(接触位置)での接触抵抗R両端の第1電位差Vを検出する。すなわち、IX端子をスイッチ4により電源VCCと接続し、X座標抵抗板8のX+側電極8aに基準検出電圧VCCを印加している。また、OX、IY入出力端子は、スイッチ5、6によりそれぞれA/Dコンバータ2の入力端子AD2、AD3に接続し、X座標抵抗板8のX−側電極8bとY座標抵抗板9のY+側電極9aの電位を検出するようにしている。残るOY入出力端子は、電子スイッチ7により接地端子と接続し、Y座標抵抗板9のY−側電極9bをGNDレベルとする。
【0100】
図2は、図1の感圧式3次元タブレット10の等価回路図である。同図のように、X座標抵抗板8の押圧位置P(x、y)が押圧されたものとすると、X+側電極8aからX座標抵抗板8、押圧位置(接触位置)の接触抵抗R、Y座標抵抗板9を経由してY−側電極9bに電流iが流れる。このとき、OX、IY入出力端子には、それぞれA/Dコンバータ2が接続されているので、これらの方向に流れる微小電流を無視すれば、X座標抵抗板8、接触抵抗R、Y座標抵抗板9に等しい電流itが流れる。接触抵抗R両端の第1電位差Vは、OX、IY入出力端子間の電位差、すなわちA/Dコンバータ2の入力端子AD2とAD3でそれぞれ検出する電位XとYの差で求めることができる。
【0101】
図のように、接触位置(x、y)からX+側電極8aまでの抵抗値をX、接触位置からY−側電極9bまでの抵抗値をY、接触抵抗Rの接触抵抗値をrとすると、この第1電位差Vは、
【0102】
Figure 0004110580
【0103】
と表すことができる。
【0104】
次いで、CPU1の各電子スイッチ3〜7を図3に示すように動作させ、CPU1の各入出力端子を内部回路と接続させて、押圧位置(接触位置)での接触抵抗R両端の第2電位差Vを検出する。すなわち、IY端子を電源VCCと接続してY座標抵抗板9のY+側電極9aに基準検出電圧VCCを印加し、OX入出力端子を接地端子と接続してX座標抵抗板8のX−側電極8bをGNDレベルとしている。また、IX、OY入出力端子は、スイッチ4、7によりそれぞれA/Dコンバータ2の入力端子AD1、AD3に接続し、X座標抵抗板8のX+側電極8aとY座標抵抗板9のY−側電極9bの電位を検出するようにしている。
【0105】
図4は、図3の感圧式3次元タブレット10の等価回路図である。同図のように、X座標抵抗板8の押圧位置P(x、y)が押圧されていると、Y+側電極9aからY座標抵抗板9、押圧位置(接触位置)の接触抵抗R、X座標抵抗板8を経由してX−側電極8aに電流i´が流れる。IX、OY入出力端子には、それぞれA/Dコンバータ2が接続されているので、これらの方向に流れる微小電流を無視すれば、Y座標抵抗板9、接触抵抗R、X座標抵抗板8に等しい電流it´が流れ、接触抵抗R両端の第2電位差Vは、OY、IX入出力端子間の電位差、すなわちA/Dコンバータ2の入力端子AD3とAD1で検出する電位Y、Xの差で求めることができる。
【0106】
図のように、接触位置(x、y)からX−側電極8bまでの抵抗値をX、接触位置からY+側電極9aまでの抵抗値をYとすると、この第2電位差Vは、
【0107】
Figure 0004110580
【0108】
と表すことができる。
【0109】
を、
【0110】
Figure 0004110580
【0111】
とおくと、上記(1)(2)式から(3)式は、
【0112】
Figure 0004110580
【0113】
と変形することができる。
【0114】
+Xは、X+側電極8aとX−側電極8b間の抵抗値Xであり、また、Y+Yは、Y+側電極9aとY−側電極9b間の抵抗値Yであるから、(8)式は、X+X=X、Y+Y=Yから、
【0115】
Figure 0004110580
【0116】
となり、接触抵抗値rを第1電位差Vと第2電位差Vの関数で表すことができる。この(4)式において抵抗値Xと抵抗値Yは抵抗板8、9により定まる定数であり、また、基準検出電圧VCCも既知の定数であることから、(4)式を用いてCPU1は、上記のように検出した第1電位差Vと第2電位差Vから接触抵抗値rを算出する。上記(4)式は、抵抗板の接触位置(x、y)による変数を含まないので、接触抵抗値rを、抵抗板の接触位置(x、y)に影響されることのなく検出することができる。すなわち、接触抵抗値rを抵抗板の押圧位置に依存しないタブレットの押圧操作を表す独立のパラメータとして検出することができる。
【0117】
接触位置(x、y)での接触抵抗値rを検出すると、感圧式3次元タブレット10は、X、Y座標検出モードに移行し、接触位置のX座標とY座標を検出する。
【0118】
X、Y座標検出モードにおいては、X座標抵抗板8とY座標抵抗板9に交互に電位勾配を形成して、押圧位置(接触位置)PのX、Y座標を検出する。
【0119】
図5は、X座標を検出するため、タブレット10をX座標検出モードとして、X座標抵抗板8に電位勾配を形成した状態の感圧式3次元タブレットを示している。すなわち、電子スイッチ4によりIX入力端子を電源VCCと接続し、IX入力端子からX座標抵抗板8のX+側電極8aに基準検出電圧VCCを印加するとともに、OX入出力端子を電子スイッチ5により接地させて、X座標抵抗板8の他方のX−側電極8bを接地し、X座標抵抗板8に均一な傾きの電位勾配を形成している。また、Y座標抵抗板9は、Y−側電極9bと接続するOY入出力端子を電子スイッチ7によりオフとし、X座標抵抗板8との接触位置からY座標抵抗板9に電流が流れないようにするとともに、IY入出力端子を電子スイッチ6によりA/Dコンバータ2の入力端子AD3に接続し、Y座標抵抗板9のY+側電極9aから押圧位置Pの電位を検出するようにしている。
【0120】
そして、この入力端子AD3で検出した電位VxPから接触位置PのX座標(x)を、CPU1で計算して検出する。X座標抵抗板8は、均一な抵抗層で形成されているので、VxP÷VCCは、X+側電極8aとX−側電極8bとの間隔に対するX−側電極8bから接触位置Pまでの距離の比を示している。従って、従来例で説明した方法と同様に、この電位VxPからX座標(x)を検出する。
【0121】
X座標を検出した後、同様の方法で、タブレット10をY座標検出モードとして、Y座標を検出する。図6は、Y座標検出モードにおいて、Y座標抵抗板9に電位勾配を形成した状態の感圧式3次元タブレットを示している。
【0122】
同図に示すように、電子スイッチ6、7の動作により、Y座標抵抗板9のY+側電極9aに基準検出電圧VCCを印加するとともに、他方のY−側電極9bを接地し、Y座標抵抗板9に均一な傾きの電位勾配を形成している。
【0123】
また、電子スイッチ4、5の動作により、X座標抵抗板8のX−側電極8b端子をオフとし、Y座標抵抗板9との接触位置からX座標抵抗板8に電流が流れないようにするとともに、X+側電極8aと接続するIX入出力端子をA/Dコンバータ2の入力端子AD1に接続し、X+側電極8aから接触位置Pの電位を検出するようにしている。
【0124】
そしてX座標の検出と同様に、このモードによってY座標抵抗板9に均一な電位勾配が形成されるので、入力端子AD1で検出した電位VyPから接触位置PのY座標(y)を、CPU1で計算して検出する。
【0125】
続いて、感圧式3次元タブレット10を、再び接触抵抗検出モードとする。ペンオンを検出した後、接触抵抗検出モードにおいては、上述した方法で接触抵抗値rを検出するが、検出した接触抵抗値rが一定のペンオフしきい値を越えたときに、ペンオフ(抵抗板への押圧が解除された)と判定する。すなわち、押圧が解除され抵抗板8、9間の接触が断たれると、接触抵抗値rは無限大まで上昇するのでペンオフしきい値を越えたときに、ペンオフと判定することができる。ペンオフと判定されたときには、抵抗板から指、ペン等が離れたものと判断し、ペンオン検出の待機状態に復帰する。
【0126】
一方、ペンオフと判定されない限り、感圧式3次元タブレット10は、上述の接触抵抗検出モードとX、Y座標検出モードを繰り返し、各モードで接触位置PのX座標(x)とY座標(y)と接触抵抗値rを検出する。
【0127】
CPU1では、検出したX座標(x)とY座標(y)と接触抵抗値rをもとにタブレット操作データを生成する。この生成においては、繰り返して検出された複数の接触抵抗値r等の各検出データから異常値を除き、必要に応じて所定の定数が乗じられてタブレット操作データとされる。タブレット操作データは、図示しない出力ポートから、所定の周期でパーソナルコンピュータなどの被制御機器に出力される。
【0128】
このタブレット操作データに含まれる接触位置PのX座標(x)とY座標(y)と接触抵抗値rは、それぞれ抵抗板の押圧操作を表す独立したパラメータであるから、タブレット操作を独立した3次元のデータとして出力できる。この内、接触抵抗値rは、抵抗板の押圧を強めたり、押圧位置での接触面積を狭くして単位接触面積当たりの押圧力を上げることによって低下する。従って、抵抗板の押圧位置を変えながら、その押圧力を変化させることによって、タブレット操作に応じた連続的に変化する3次元のデータを入力することができる。
【0129】
上記第1の実施の形態においては、第1電位差Vと第2電位差Vで接触抵抗値rを表した関数である(4)式を用いて、接触抵抗値rを算出するものであるがこれに限るものではない。
【0130】
以下、第1電位差Vと第2電位差Vから他の方法で接触抵抗値rを算出する第2の実施の形態を説明する。
【0131】
を、
【0132】
Figure 0004110580
【0133】
とおくと、上記(1)(2)式とX+X=X、Y+Y=Yから、(5)式は、
【0134】
Figure 0004110580
【0135】
と変形することができる。この(6)式を接触抵抗値rについて解くと、
【0136】
Figure 0004110580
【0137】
となる。ここで、(2−A/VCC)をa、(1−A/VCC)(X+Y)をb、−A/VCC(X+Y)(X+Y)をcとおけば、−4ac〉0であることから(b−4ac)1/2は、bより大きい正の値となる。一方、aは正で、接触抵抗値rは正の値でなければならないので、bの値にかかわらず接触抵抗値rは、
【0138】
Figure 0004110580
【0139】
と、第1電位差Vと第2電位差Vの関数によって表すことができる。
【0140】
(9)式において、X+側電極8aとX−側電極8b間の抵抗値Xと、Y+側電極9aとY−側電極9b間の抵抗値Yと、基準検出電圧VCCは、既知の定数であり、cに含まれるX、X、Y、Yは、接触位置から各電極までの抵抗値で、XY座標検出モードで検出した押圧位置より求めることができるので、(6)式を変形した(9)式に上記各数値と接触抵抗検出モードで検出した第1電位差Vと第2電位差Vを代入して、CPU1で接触抵抗値rを算出することができる。この接触抵抗値rの検出方法の他は第1の実施例と同一であるので、その説明を省略する。
【0141】
この第2の実施の形態においては、(9)式に上記各数値を代入して接触抵抗値rを求めるものであるが、複雑な計算を要するためCPU1の負荷が大きく、CPU1の処理能力によっては、短い周期でタブレット操作データを連続出力することが困難となる場合がある。
【0142】
第3の実施の形態は、この問題を解決するもので、接触抵抗値rとほぼ同様に変化する疑似接触抵抗値r´を求めて、この疑似接触抵抗値r´をタブレット操作データに含めて出力するものである。
【0143】
この第3の実施の形態では、予め等しい押圧力でX座標抵抗板8の各位置を押圧し、各接触位置(x、y)毎に第1電位差Vと第2電位差Vを検出して
【0144】
Figure 0004110580
【0145】
を求め、
接触位置(x、y)と、その接触位置(x、y)でのAの値A(x、y)の関係を示したテーブルT(x、y)を作成しておく。
【0146】
図7は、このようにして作成したテーブルT(x、y)の一例を示すもので、抵抗板8、9の中心を押圧するほどAの値が小さくなり、測定誤差はあるものの概ね、周囲に近づいた位置を押圧するほど大きくなることが分かる。すなわち、テーブルT(x、y)は、接触抵抗値rが一定で接触位置(x、y)により変化するAの値を示していて、接触位置(x、y)とAの関係は(6)式から明らかなように、接触位置が中心に近く(X+Y)(X+Y)が大きくなるとAが小さくなり、逆に接触位置が偏って(X+Y)(X+Y)が小さくなれば、Aは大きくなるものである。このテーブルT(x、y)は、CPU1と接続する図示しない記憶部に記憶される。
【0147】
タブレット操作データとして疑似接触抵抗値r´を検出する場合には、上記接触抵抗検出モードで接触位置(x、y)での第1電位差Vと第2電位差Vを検出した後、(6)式を用いて接触位置(x、y)でのA(x、y)を算出する。そしてテーブルT(x、y)を参照して、接触位置(x、y)でのテーブルT(x、y)の値T(x、y)を前記記憶部から読み出し、CPU1で
【0148】
Figure 0004110580
【0149】
によって疑似接触抵抗値r´を算出する。
【0150】
このテーブルT(x、y)を用いて求めたT(x、y)とA(x、y)との差は、接触位置(x、y)による影響が消去されたものとなり、接触位置(x、y)での接触抵抗値rに近似した値を示すこととなる。
【0151】
従って、(7)式で算出した疑似接触抵抗値r´は、接触抵抗値rに近似した値となり、タブレットの押圧力を示す操作データとして用いても支障なく、接触位置のXY座標と疑似接触抵抗値r´をタブレット操作データとして出力する。
【0152】
この第3の実施の形態によれば、XY座標検出モードで検出した接触位置の座標(x、y)からA(x、y)を呼び出し、(7)式に示す簡単な計算でタブレットの押圧力を示す疑似接触抵抗値r´を検出することができるので、高速処理が可能となる。
【0153】
本発明は、上記実施の形態に限らず、種々の変更が可能である。
【0154】
例えば、感圧型3次元タブレットは、X+側電極8aとX−側電極8b、Y+側電極9aとY−側電極9bを補助電極として、これらの電極の外側に平行にそれぞれ主電極であるX印加電極8cとX接地電極8d、Y印加電極9cとY接地電極9dを配設し、X印加電極8c又はY印加電極9cに選択的に基準電圧を印加し、X接地電極8d又はY接地電極9dを選択的に接地するものであってもよい。
【0155】
図8は、この第4の実施の形態に係る感圧式3次元タブレット20の等価回路図を示すもので、上述の第1実施の形態と同一の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【0156】
感圧式3次元タブレット20の接触抵抗検出モードにおいては、所定の電圧VをX印加電極8cに印加するとともにY電極9dを接地して、接触抵抗Rの両端の第1電位差Vを検出した後、所定の電圧V´をY印加電極9cに印加するとともにX電極8dを接地して、第2電位差Vを検出する。
【0157】
この第1電位差Vを検出するときのIX電極8a、OY電極9b間の電圧と、第2電位差Vを検出するときのIY電極9a、OX電極8b間の電圧が等しい基準検出電圧VCCとなるように印加する電圧V、V´を調整すれば、IX電極8aとIY電極9aに選択的に基準検出電圧VCCを印加し、他方の抵抗板のOY電極9b若しくはOX電極8bを接地した上記実施の形態の回路と等価となるので、上記第1乃至第3の実施の形態で説明したと同様に接触抵抗値rを検出することができる。
【0158】
また、以上の実施の形態においては、CPU1にADコンバータ2を内蔵した例で説明したが、少なくとも3カ所の電位を読み取ることができるものであれば、ADコンバータ2とCPU1は、別部品であってもよく、また、2以上のADコンバータ2を用いてもよい。
【0159】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、従来の感圧式タブレットの構成を変えることなく、抵抗板への電圧印加方法を変えるだけで、押圧位置の接触抵抗r(若しくは疑似接触抵抗値r´)を検出することができ、押圧位置を示す接触位置のX、Y座標とともにタブレットの押圧操作に関するタブレット操作データを3次元で出力することができる。
【0160】
特に、抵抗板の押圧位置(x、y)の影響を受けずに、押圧位置での接触抵抗値rを検出することができる。
【0161】
従って、抵抗板が押圧されたときの抵抗板の接触位置のX座標(x)とY座標(y)と接触抵抗値rとを、3次元の独立したパラメータとして検出することができ、抵抗板の押圧位置(x、y)と押圧位置での押圧力、押圧面積等を変えたタブレット操作により、3次元のデータをパーソナルコンピュータなどの被制御機器へ出力することができる。
【0162】
X座標(x)とY座標(y)と接触抵抗値rは、それぞれ抵抗板上を押圧移動しながらその押圧力を変えることによって、連続的に変化させることができるので、3次元のデータ入力を一つの動作の中で行うことができ、3次元表示された画像において、奥行き(Z)方向の移動制御を同時に行うことができる。
【0163】
また、この3次元のデータ入力に別の入力装置を併用する必要がないので、装置全体が大型、複雑化することがなく、操作性にも優れたものとなる。
【0164】
更に、接触抵抗値rの検出に接触位置の座標(x、y)を要しないので、接触位置の座標検出を行わなくても、若しくは、接触位置の座標検出の前に、接触抵抗値rを検出することができる。
【0165】
【0166】
【0167】
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る感圧式3次元タブレットの接触抵抗検出モードの最初の基準電圧印加状態を示す回路図である。
【図2】 接触抵抗検出モードにおける図1の等価回路図である。
【図3】 本発明に係る感圧式3次元タブレットの接触抵抗検出モードの異なる基準電圧印加状態を示す回路図である。
【図4】 接触抵抗検出モードにおける図3の等価回路図である。
【図5】 感圧式3次元タブレットのX座標検出モードを示す回路図である。
【図6】 感圧式3次元タブレットのY座標検出モードを示す回路図である。
【図7】 接触位置(x、y)と、その接触位置(x、y)でのAの値A(x、y)の関係を示したテーブルT(x、y)を示す説明図である。
【図8】 本発明の第4の実施の形態に係る感圧式3次元タブレット20の回路図である。
【図9】 従来の感圧式タブレット100を示す回路図である。
【図10】
接触抵抗値rを検出できる感圧式タブレット120を示す回路図である。
【符号の説明】
8 X座標抵抗板
8a X+側電極
8b X−側電極
9 Y座標抵抗板
9a Y+側電極
9b Y−側電極
接触抵抗値
´ 疑似接触抵抗値
T(x、y) テーブル
CC 基準検出電圧
、 第1電位差
、 第2電位差
接触位置のX座標
接触位置でY座標
xp、Vyp 接触位置の電位[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a pressure-sensitive three-dimensional tablet that detects a pressing operation with a stylus pen, a finger, and the like and an operation data detection method thereof, and more specifically, a pressure-sensitive type that detects contact resistance at a pressing position in addition to the pressing position of the tablet. The present invention relates to a three-dimensional tablet and a method for detecting operation data of the tablet.
[0002]
[Prior art]
  As shown in FIG. 9, the conventional pressure-sensitive tablet 100 has an X-coordinate resistor plate 101 and a Y-coordinate resistor plate 102 separated from each other with a slight interval by an insulating dot spacer (not shown). The resistance layers are polymerized so that they face each other.
[0003]
  This resistance layer is formed of a uniform resistor. Therefore, when a voltage for coordinate detection is applied to one electrode of the resistor plate and the other electrode is grounded, a potential gradient with the same slope is formed at each position of the resistor plate. A potential proportional to the distance from the electrode is generated.
[0004]
  When performing coordinate detection with the pressure-sensitive tablet configured as described above, first, as the X coordinate detection mode, the X-side switches 103 and 104 are closed by the control from the CPU 105 to apply a potential gradient to the X coordinate resistance plate 101. , Y side switches 108 and 109 are opened. At this time, the switch 107 connected to the input terminal of the A / D converter 106 is connected to the negative electrode 113 side of the Y coordinate resistor plate 102.
[0005]
  Here, the P point (xP, YP) Is pressed with a stylus pen or the like, the potential V at point PxPIs the resistance of the distance to the X + side electrode 111 as shown in FIG.1, The resistance of the distance to the X-side electrode 110 is X2Then VCC* X2/ (X1+ X2) And this potential VxPIs read by the A / D converter 106 to obtain the x coordinate (xP) Is detected.
[0006]
  Next, as the Y coordinate detection mode, the X side switches 103 and 104 are opened, the Y side switches 108 and 109 are closed, and the switch 107 connected to the input terminal of the A / D converter 106 is connected to the X coordinate resistor plate 101. To the X-side electrode 110 side.
[0007]
  Potential V at point PyPSimilarly, the resistance of the distance to the Y + side electrode 112 is Y1, The resistance of the distance to the Y-side electrode 113 is Y2Then VCC* Y2/ (Y1+ Y2) And this potential VyPIs read by the A / D converter 106 to obtain the y coordinate (yP) Is detected.
[0008]
  In this way, the pressed position by the tablet operation is detected in the X direction and the Y direction by the X, Y coordinate detection mode, and is output to a personal computer or the like as two-dimensional tablet operation data.
[0009]
  In the personal computer, the tablet operation data is used as, for example, cursor movement control data, and the x coordinate (xP) And y coordinate (yPMove the cursor to the position on the display corresponding to). Therefore, the pressing position of the resistance plate (xP, YP) Can be controlled to move the cursor, and drawing on the display, movement of the cursor to the icon, and the like can be performed.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
  However, since the above-described conventional pressure-sensitive tablet 100 only outputs two-dimensional tablet operation data by pressing the resistance plate, for example, the thickness of the line is changed during drawing on the display. If the user wants to execute the command indicated by the icon after moving the cursor over the icon, it is necessary to provide another input device such as a switch and perform the operation using this input device together with the tablet operation. It was.
[0011]
  However, when another input device is attached to the pressure-sensitive tablet, the entire device is enlarged and the cost is increased.
[0012]
  Also, operating another input device together with the tablet operation requires operating the other input device by moving the finger once inputting coordinates from the resistance plate, which is cumbersome and inferior in operability. It was a thing. In particular, when performing movement control in the depth (Z) direction in an image displayed three-dimensionally on the display, it is necessary to output continuously changing three-dimensional operation data to a personal computer. It was difficult to perform this operation with another input device together with the dimension operation.
[0013]
  For this reason, the present applicant has a known resistance value r for one resistance plate.CReference resistance RCThrough the reference voltage VCCThe contact resistance value r of the tablet by applyingP, And the contact resistance value rPWas invented a pressure-sensitive three-dimensional tablet 120 using tablet pressing operation data, and filed a patent application on March 26, 1996.
[0014]
  FIG. 10 shows the contact resistance value r of the tablet of the pressure-sensitive 3D tablet 120.PIt is an equivalent circuit diagram in a mode for detecting In the pressure-sensitive 3D tablet 120, when the resistance plate is not pressed, the X-coordinate resistance plate 8 detects the reference detection voltage V.CCLevel, and the Y-coordinate resistor plate 9 is at the GND level. Therefore, no current flows between the respective resistance plates 8 and 9 and these resistance plates, and no current is consumed in a standby state of tablet operation, that is, detection of resistance plate pressing (pen-on).
[0015]
  As shown in the figure, when the X coordinate resistor plate 8 is pressed from this state, the current i passes through the contact resistance from the X coordinate resistor plate 8 to the Y coordinate resistor plate 9 at the pressing position P.tFlows. At this time, IX+, OX, IY+Since the A / D converter is connected to each of the input / output terminals, if the minute current flowing in these directions is ignored, the reference resistance RCAnd contact resistance RP, An equal current it flows.
[0016]
  Therefore, the potential difference between both ends is set to the reference potential difference V.C, Contact position potential difference VDReference resistance RCResistance value of rCThen VC/ RC= VD/ RPFrom the relationship of rP= RC* VD/ VCThe contact resistance value rPCan be detected.
[0017]
  As is apparent from the figure, this reference potential difference VCIs the known reference detection voltage VCCAnd the potential V of the input terminal AD1 of the A / D converter 21To contact position potential difference VDIs the potential V of the input terminals AD2 and AD3 of the A / D converter 22, V3Since it can be obtained from the CPU 1 rP= RC* VD/ VCMore contact resistance value rPIs calculated.
[0018]
  This contact resistance value rPThe current it flowing in this mode does not affect the calculation of. That is, the contact position (xp, Yp) And the current it flowing through the resistance plates 8 and 9 changes, the contact resistance value r is independent of the current it.PThe contact resistance value r can be detected.PIs the X coordinate (xp) And Y coordinate (yp) And can be detected as completely independent parameters.
[0019]
  However, this pressure-sensitive 3D tablet 120 has a reference resistance RCTherefore, the conventional pressure-sensitive tablet 100 cannot be used as it is.
[0020]
  The present invention has been made to solve the above problems, and a pressure-sensitive 3D tablet capable of outputting 3D tablet operation data without changing the configuration of a conventional pressure-sensitive tablet, and a tablet It is an object of the present invention to provide an operation data detection method.
[0021]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, a pressure-sensitive three-dimensional tablet according to claim 1 is an X-coordinate resistor plate in which an X + side electrode and an X− side electrode are respectively formed along two sides at both ends in the X direction, A Y-coordinate resistor plate and a Y-coordinate resistor plate that overlap with the X-coordinate resistor plate and a slight insulating gap are formed along two sides at both ends in the orthogonal Y direction, and the X + -side electrode and the Y + -side electrode. Selectively detect the reference detection voltage VCCA reference voltage applying means for applying a voltage, and a grounding means for selectively grounding either the X-side electrode or the Y-side electrode;,
  Reference detection voltage V on X + side electrodeCCAnd the X-side electrode is grounded to form a uniform potential gradient on the X-coordinate resistor plate, and the contact position of the X-coordinate resistor plate and the Y-coordinate resistor plate (xp, Yp) Potential VxpRead the potential VxpTo the X coordinate (xpX-coordinate detection mode for detecting
  Reference detection voltage V on Y + side electrodeCCAnd the Y-side electrode is grounded to form a uniform potential gradient on the Y coordinate resistor plate, and the contact position (xp, Yp) Potential VypRead the potential VypTo the Y coordinate of the contact position (ypY coordinate detection mode for detecting)
  Reference detection voltage V on X + side electrodeCC, The Y-side electrode is grounded, the potentials of the X-side electrode and the Y + side electrode are read, and the contact position (xp, Yp) First potential difference V between the X coordinate resistor plate and the Y coordinate resistor plateAAnd the reference detection voltage V is applied to the Y + side electrode.CC, The X-side electrode is grounded, the respective potentials of the Y-side electrode and the X + -side electrode are read, and the contact position (xp, Yp) Second potential difference V between the X coordinate resistor plate and the Y coordinate resistor plateBIs detected and the contact position (xp, Yp) Without depending on the first potential difference VAAnd the second potential difference VBContact resistance value rPFrom the function representing the contact resistance value r at the contact positionPWith the contact resistance detection mode to calculate
  X coordinate (xp) And Y coordinate (yp) And contact resistance value rPDetectComputing means for
  Detected X coordinate (xp) And Y coordinate (yp) And contact resistance value rPTo output tablet operation data.
[0022]
  In the X coordinate detection mode, the X coordinate resistor plate (8) is connected to the ground potential by V.CCA uniform potential gradient is formed. Contact position (xp, Yp) Potential VxpIs proportional to the distance from the X-side electrode (8b).xpTo the X coordinate (xp) Is detected.
[0023]
  In the Y coordinate detection mode, the V coordinate resistor plate (9) is connected to VCCA uniform potential gradient is formed. Contact position (xp, Yp) Potential VypIs proportional to the distance from the Y-side electrode (9b).ypTo the Y coordinate of the contact position (yp) Is detected.
[0024]
  In the contact resistance detection mode, the reference detection voltage V is applied to the X + side electrode (8a).CCAnd the Y-side electrode (9b) is grounded, the X-coordinate resistance plate, the pressing position (xp, YpContact resistance value r)PA current flows through the Y-coordinate resistor plate and the Y-side electrode (9b). The resistance value from the contact position to the X + side electrode (8a) is X1The resistance value from the contact position to the Y-side electrode (9b) is Y2Then, the contact position (xp, YpContact resistance value r)PFirst potential difference V at both endsAIs
[0025]
Figure 0004110580
[0026]
Can be expressed as
[0027]
  Further, the reference detection voltage V is applied to the Y + side electrode (9a).CCAnd the X-side electrode (8b) is grounded, the Y-coordinate resistance plate and the pressing position (xp, YpContact resistance value r)PA current flows through the X-coordinate resistor plate and the X-side electrode (8b). The resistance value from the contact position to the Y + side electrode (9a) is Y1, The resistance value from the contact position to the X-side electrode (8b) is X2Then, the contact position (xp, YpContact resistance value r)PSecond potential difference V at both endsBIs
[0028]
Figure 0004110580
[0029]
Can be expressed as
[0030]
  (1) The contact position (xp, Yp) Without depending on the first potential difference VAAnd the second potential difference VBContact resistance value rPIs expressed by the first potential difference V detected in the contact resistance detection mode.AAnd the second potential difference VB, And the contact resistance value r at the contact positionPIs calculated.
[0031]
  These X coordinates (xp) And Y coordinate (yp) And contact resistance value rPThe tablet operation data generated based on thep, Yp) And tablet operation with different pressing force at the pressing position, pressing area, etc., can output three-dimensional data to a controlled device such as a personal computer.
[0032]
  The pressure-sensitive three-dimensional tablet according to claim 2 is configured such that the resistance value between the X + side electrode and the X− side electrode is X, and the resistance value between the Y + side electrode and the Y− side electrode is Y, VA* VB/ (VA+ VB) A1The contact resistance value rPThe
[0033]
Figure 0004110580
[0034]
It is characterized by calculating from.
[0035]
Figure 0004110580
[0036]
Therefore, (1) (2) Formula and X1+ X2= X, Y1+ Y2= Y, equation (3) becomes
[0037]
Figure 0004110580
[0038]
The contact resistance value rPThe first potential difference VAAnd the second potential difference VBIt can be expressed by the function of The resistance value X between the X + side electrode (8a) and the X− side electrode (8b) and the resistance value Y between the Y + side electrode (9a) and the Y− side electrode (9b) are constants determined by the resistance plate. Reference detection voltage VCCIs a known constant, the contact resistance value r is calculated using the equation (4).PThe first potential difference VAAnd the second potential difference VBCan be obtained from
[0039]
  Therefore, when the tablet is pressed, the X- and Y-coordinate detection modes and the contact resistance detection mode of the pressure-sensitive 3D tablet are repeated, and the X coordinate (xp) And Y coordinate (yp) And contact resistance value rPCan be detected and used as tablet operation data. Contact resistance value rPDoes not depend on the pressing position of the resistance plate, and the contact position of the resistance plate (xp, Yp) Is an independent parameter representing tablet operation that is not affected by.
[0040]
[0041]
[0042]
[0043]
[0044]
[0045]
[0046]
[0047]
[0048]
  The tablet operation data detection method according to claim 3 is an X-coordinate resistor plate in which an X + side electrode and an X− side electrode are respectively formed along two sides of both ends in the X direction, and both ends in the Y direction orthogonal to the X direction. One of the resistance plates of the tablet formed by superposing the Y-coordinate resistance plate on which the Y + side electrode and the Y− side electrode are formed with a slight insulating gap along the two sides of When contacted,
  Reference detection voltage V on the X + side electrode of the X coordinate resistor plateCCAnd the Y-side electrode of the Y coordinate resistor plate is grounded, and the contact position (xp, Yp) First potential difference V between resistance platesAAnd the reference detection voltage V is applied to the Y + side electrode of the Y-coordinate resistor plate.CCAnd the X-side electrode of the other X coordinate resistor plate is grounded, and the contact position (xp, Yp) Second potential difference V between resistance platesBIs detected and the contact position (xp, Yp) Without depending on the first potential difference VAAnd the second potential difference VBContact resistance value rPFrom the function representing the contact resistance value r at the contact positionPTo calculate
  Contact position (xp, Yp) Contact resistance value rPIs detected as tablet operation data.
[0049]
[0050]
  Reference detection voltage V at X + side electrode (8a)CCAnd the Y-side electrode (9b) is grounded, the X-coordinate resistance plate, the pressing position (xp, YpContact resistance value r)PA current flows through the Y-coordinate resistor plate and the Y-side electrode (9b). The resistance value from the contact position to the X + side electrode (8a) is X1The resistance value from the contact position to the Y-side electrode (9b) is Y2Then, the contact position (xp, YpContact resistance value r)PFirst potential difference V at both endsAIs
[0051]
Figure 0004110580
[0052]
Can be expressed as
[0053]
  Further, the reference detection voltage V is applied to the Y + side electrode (9a).CCAnd the X-side electrode (8b) is grounded, the Y-coordinate resistance plate and the pressing position (xp, YpContact resistance value r)PA current flows through the X-coordinate resistor plate and the X-side electrode (8b). The resistance value from the contact position to the Y + side electrode (9a) is Y1, The resistance value from the contact position to the X-side electrode (8b) is X2Then, the contact position (xp, YpContact resistance value r)PSecond potential difference V at both endsBIs
[0054]
Figure 0004110580
[0055]
Can be expressed as
[0056]
  (1) The contact position (xp, Yp) Without depending on the first potential difference VAAnd the second potential difference VBContact resistance value rPIs expressed by the first potential difference V detected in the contact resistance detection mode.AAnd the second potential difference VBAnd the contact resistance value r at the contact positionPIs calculated.
[0057]
  Therefore, the contact resistance value rPCan be detected as tablet operation data.
[0058]
  The tablet operation data detection method according to claim 4 is such that the X-direction resistance value of the X-coordinate resistance plate is X, and the Y-direction resistance value of the Y-coordinate resistance plate is Y, V.A* VB/ (VA+ VB) A1The contact resistance value rPThe
[0059]
Figure 0004110580
[0060]
It is characterized by calculating from.
[0061]
Figure 0004110580
[0062]
Therefore, (1) (2) Formula and X1+ X2= X, Y1+ Y2= Y, equation (3) becomes
[0063]
Figure 0004110580
[0064]
The contact resistance value rPThe first potential difference VAAnd the second potential difference VBIt can be calculated from
[0065]
  Therefore, the contact resistance value rPCan be detected as tablet operation data. Contact resistance value rPDoes not depend on the pressing position of the resistance plate, and the contact position of the resistance plate (xp, Yp) Is an independent parameter representing tablet operation that is not affected by.
[0066]
[0067]
[0068]
[0069]
[0070]
[0071]
[0072]
[0073]
[0074]
[0075]
[0076]
[0077]
[0078]
[0079]
[0080]
[0081]
[0082]
[0083]
[0084]
[0085]
[0086]
[0087]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0088]
  1 to 6 show a pressure-sensitive three-dimensional tablet 10 according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, a CPU 1 includes an A / D converter 2, and this A / D converter 2 includes three input terminals AD1, AD2, and AD3 so that the potentials of the input terminals can be detected simultaneously.
[0089]
  CPU 1 has five input / output terminals PCHK and IX.+, OX, IY+, OYThe electronic switches 3 to 7 for switching the connection between these terminals and the internal circuit are connected after the input / output terminals. Each of the electronic switches 3 to 7 operates individually under the control of the CPU 1 so that connection with an internal circuit in the CPU 1 is switched. That is, the electronic switch 3 connects the PCHK terminal to the power source V.CCAnd an OFF (high impedance) terminal, and the electronic switch 4 is connected to the IX+Connect the terminal to the power supply VCCAnd the AD1 input terminal, and the electronic switch 5 is connected to the OXThe terminal is switched and connected among a ground terminal, an AD2 input terminal, and an OFF (high impedance) terminal. The electronic switch 6 is IY+Connect the terminal to the power supply VCCAnd the AD3 input terminal, and the electronic switch 7 is OYThe terminal is switched and connected among a ground terminal, an AD3 input terminal, and an OFF (high impedance) terminal.
[0090]
  8 and 9 are an X-coordinate resistor plate and a Y-coordinate resistor plate, respectively, with a dot-shaped print spacer (not shown) printed on the opposing surface so that the uniformly formed resistor layers are opposed to each other. Polymerization is performed with a slight gap.
[0091]
  As shown in the figure, an X + side electrode 8a and an X− side electrode 8b are formed on the X coordinate resistor plate 8 along two sides at both ends in the X direction.+Terminal, and pen-on detection resistor R with the other end connected to the PCHK terminalCX-side electrode 8b is connected to OX of CPU1.Connected to the terminal.
[0092]
  The Y coordinate resistor plate 9 is formed with a Y + side electrode 9a and a Y− side electrode 9b along two sides at both ends in the Y direction.+The Y-side electrode 9b is connected to the terminal and the OY of the CPU 1Connected to the terminal.
[0093]
  The pressure-sensitive 3D tablet 10 configured as described above is in a pen-on detection mode while waiting for a pressing operation of the tablet, and a pen-off described later is detected when the X-coordinate resistance plate 8 is detected to be pressed. The contact resistance detection mode, the X coordinate detection mode, and the Y coordinate detection mode are repeated until the detection of (release the pressing of the resistance plate), and the contact resistance value r at the contact position by the pressing operation of the tablet is repeated.PAnd the X coordinate (xp) And Y coordinate (yp) And are detected.
[0094]
  Hereinafter, the operation in each of these modes will be described.
[0095]
  In the pen-on detection mode, for example, the pen-on detection resistor RCThe voltage at both ends is monitored and the X-coordinate resistor plate 8 is pressed to come into contact with the other Y-coordinate resistor plate 9.CCurrent flows through the pen-on detection resistor RCThis is detected from the fact that a potential drop occurs. That is, in the pen-on detection mode, the PCHK in FIG.+Connect the power supply V to the terminal by switch 3CCTo the X-coordinate resistor plate 8 and the reference resistor RCReference detection voltage V viaCCIX and IX+The terminal is connected to the input terminal AD1 of the A / D converter 2, and the potential of the X coordinate resistor plate 8 is detected. IY+Or OYAny one of the input / output terminals is connected to the ground terminal by the switch 6 or 7, so that the Y coordinate resistor plate 9 is at the GND level.
[0096]
  Since no current flows between the resistance plates 8 and 9 while the pressing of the tablet sheet 6 is released, the pen-on detection resistance RCNo potential drop occurs at both ends of the+Terminal potential is power supply VCCIs maintained at the potential.
[0097]
  When the X coordinate resistor plate 8 is pressed, a current flows from the X coordinate resistor plate 8 to the Y coordinate resistor plate 9, and IX+The terminal potential drops. Therefore, this potential is set to a predetermined pen-on detection threshold V.TTo detect whether or not the X-coordinate resistance plate 8 is pressed.
[0098]
  When the resistance plate pressing is detected in the pen-on detection mode, PCHK+The terminal is switched to the OFF terminal side by the switch 3, and then the pressure-sensitive 3D tablet 10 shifts to the contact resistance detection mode and the contact resistance value r at the pressing position (contact position) P is reached.PIs detected.
[0099]
  In the contact resistance detection mode, first, the electronic switches 3 to 7 of the CPU 1 are operated as shown in FIG. 1, and the input / output terminals of the CPU 1 are connected to the internal circuit to make contact at the pressing position (contact position). Resistance RPFirst potential difference V at both endsAIs detected. That is, IX+The terminal is connected to the power supply V by switch 4CCAnd the reference detection voltage V is applied to the X + side electrode 8a of the X coordinate resistor plate 8.CCIs applied. OX, IY+The input / output terminals are connected to the input terminals AD2 and AD3 of the A / D converter 2 by the switches 5 and 6, respectively, and the potentials of the X-side electrode 8b of the X coordinate resistor plate 8 and the Y + side electrode 9a of the Y coordinate resistor plate 9 are connected. To detect. Remaining OYThe input / output terminal is connected to the ground terminal by the electronic switch 7, and the Y-side electrode 9b of the Y coordinate resistor plate 9 is set to the GND level.
[0100]
  FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of the pressure-sensitive 3D tablet 10 of FIG. As shown in the figure, the pressing position P (xp, Yp) Is pressed from the X + side electrode 8a to the X coordinate resistor plate 8, the contact resistance R at the pressed position (contact position).P, The current i is supplied to the Y-side electrode 9b via the Y-coordinate resistor plate 9.tFlows. At this time, OX, IY+Since the A / D converter 2 is connected to each of the input / output terminals, if the minute current flowing in these directions is ignored, the X coordinate resistor plate 8 and the contact resistance RP, A current it equal to the Y coordinate resistor plate 9 flows. Contact resistance RPFirst potential difference V at both endsAIs OX, IY+Potential difference between input and output terminals, that is, potential X detected at input terminals AD2 and AD3 of A / D converter 2, respectivelyGAnd YRThe difference can be obtained.
[0101]
  As shown, the contact position (xp, Yp) To X + side electrode 8a is represented by X1The resistance value from the contact position to the Y-side electrode 9b is represented by Y2, Contact resistance RPThe contact resistance value of rPThen, the first potential difference VAIs
[0102]
Figure 0004110580
[0103]
It can be expressed as.
[0104]
  Next, the electronic switches 3 to 7 of the CPU 1 are operated as shown in FIG. 3 to connect the input / output terminals of the CPU 1 to the internal circuit, and the contact resistance R at the pressing position (contact position).PSecond potential difference V at both endsBIs detected. That is, IY+Terminal is power supply VCCAnd the reference detection voltage V is applied to the Y + side electrode 9a of the Y coordinate resistor plate 9.CCApply OXThe input / output terminal is connected to the ground terminal, and the X-side electrode 8b of the X coordinate resistor plate 8 is set to the GND level. IX+, OYThe input / output terminals are connected to the input terminals AD1 and AD3 of the A / D converter 2 by the switches 4 and 7, respectively. To detect.
[0105]
  FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of the pressure-sensitive 3D tablet 10 of FIG. As shown in the figure, the pressing position P (xp, Yp) Is pressed from the Y + side electrode 9a to the Y coordinate resistor plate 9, the contact resistance R at the pressed position (contact position).P, The current i is supplied to the X-side electrode 8a via the X-coordinate resistor plate 8.t'Flows. IX+, OYSince the A / D converter 2 is connected to each of the input / output terminals, if the minute current flowing in these directions is ignored, the Y coordinate resistor plate 9 and the contact resistance RP, A current it ′ equal to the X-coordinate resistance plate 8 flows, and the contact resistance RPSecond potential difference V at both endsBIs OKIX+Potential difference between input and output terminals, that is, potential Y detected at input terminals AD3 and AD1 of A / D converter 2G, XRThe difference can be obtained.
[0106]
  As shown, the contact position (xp, Yp) To the X-side electrode 8b is represented by X2, The resistance value from the contact position to the Y + side electrode 9a is Y1Then, this second potential difference VBIs
[0107]
Figure 0004110580
[0108]
It can be expressed as.
[0109]
  A1The
[0110]
Figure 0004110580
[0111]
Then, the above equations (1), (2) to (3) are
[0112]
Figure 0004110580
[0113]
And can be transformed.
[0114]
X1+ X2Is the resistance value X between the X + side electrode 8a and the X− side electrode 8b, and Y1+ Y2Is the resistance value Y between the Y + side electrode 9a and the Y− side electrode 9b.1+ X2= X, Y1+ Y2= From Y
[0115]
Figure 0004110580
[0116]
The contact resistance value rPThe first potential difference VAAnd the second potential difference VBIt can be expressed by the function of In this equation (4), the resistance value X and the resistance value Y are constants determined by the resistance plates 8 and 9, and the reference detection voltage VCCIs a known constant, the CPU 1 uses the equation (4) to detect the first potential difference V detected as described above.AAnd the second potential difference VBTo contact resistance value rPIs calculated. The above equation (4) is obtained by calculating the contact position (xp, Yp) Does not include the variable due to contact resistance value rPIs the contact position of the resistance plate (xp, Yp) Can be detected without being affected. That is, the contact resistance value rPCan be detected as an independent parameter representing the pressing operation of the tablet independent of the pressing position of the resistance plate.
[0117]
  Contact position (xp, YpContact resistance value r)PIs detected, the pressure-sensitive three-dimensional tablet 10 shifts to the X and Y coordinate detection mode, and detects the X coordinate and the Y coordinate of the contact position.
[0118]
  In the X and Y coordinate detection mode, a potential gradient is alternately formed on the X coordinate resistor plate 8 and the Y coordinate resistor plate 9, and the X and Y coordinates of the pressing position (contact position) P are detected.
[0119]
  FIG. 5 shows a pressure-sensitive three-dimensional tablet in a state where a potential gradient is formed on the X-coordinate resistance plate 8 with the tablet 10 in the X-coordinate detection mode in order to detect the X-coordinate. That is, the electronic switch 4+Input terminal power supply VCCConnect with IX+Reference detection voltage V from the input terminal to the X + side electrode 8a of the X-coordinate resistor plate 8CCOX and OXThe input / output terminal is grounded by the electronic switch 5, the other X-side electrode 8 b of the X coordinate resistor plate 8 is grounded, and a uniform gradient of potential is formed on the X coordinate resistor plate 8. The Y-coordinate resistor plate 9 is connected to the Y-side electrode 9b.The input / output terminal is turned off by the electronic switch 7 so that no current flows from the contact position with the X coordinate resistor plate 8 to the Y coordinate resistor plate 9, and IY+The input / output terminal is connected to the input terminal AD3 of the A / D converter 2 by the electronic switch 6, and the potential at the pressing position P is detected from the Y + side electrode 9a of the Y coordinate resistor plate 9.
[0120]
  The potential V detected at the input terminal AD3xPTo the X coordinate (xP) Is calculated and detected by the CPU 1. Since the X coordinate resistance plate 8 is formed of a uniform resistance layer, VxP÷ VCCIndicates the ratio of the distance from the X-side electrode 8b to the contact position P with respect to the distance between the X + side electrode 8a and the X-side electrode 8b. Therefore, in the same manner as the method described in the conventional example, this potential VxPTo the X coordinate (xP) Is detected.
[0121]
  After detecting the X coordinate, the Y coordinate is detected in the same manner with the tablet 10 as the Y coordinate detection mode. FIG. 6 shows the pressure-sensitive three-dimensional tablet in a state where a potential gradient is formed on the Y-coordinate resistor plate 9 in the Y-coordinate detection mode.
[0122]
  As shown in the figure, the reference detection voltage V is applied to the Y + side electrode 9a of the Y coordinate resistor plate 9 by the operation of the electronic switches 6 and 7.CC, And the other Y-side electrode 9b is grounded to form a potential gradient with a uniform slope on the Y coordinate resistor plate 9.
[0123]
  Further, the operation of the electronic switches 4 and 5 turns off the X-side electrode 8b terminal of the X coordinate resistor plate 8 so that no current flows from the contact position with the Y coordinate resistor plate 9 to the X coordinate resistor plate 8. IX connected to the X + side electrode 8a+The input / output terminal is connected to the input terminal AD1 of the A / D converter 2, and the potential at the contact position P is detected from the X + side electrode 8a.
[0124]
  Similarly to the detection of the X coordinate, since a uniform potential gradient is formed on the Y coordinate resistor plate 9 by this mode, the potential V detected at the input terminal AD1.yPTo the Y coordinate (yP) Is calculated and detected by the CPU 1.
[0125]
  Subsequently, the pressure-sensitive 3D tablet 10 is again set to the contact resistance detection mode. After detecting the pen-on, in the contact resistance detection mode, the contact resistance value r is determined by the method described above.P, But the detected contact resistance value rPWhen the value exceeds a certain pen-off threshold value, it is determined that the pen is off (the pressure on the resistance plate is released). That is, when the pressure is released and the contact between the resistance plates 8 and 9 is cut off, the contact resistance value rPRises to infinity, so that the pen-off threshold can be determined when the pen-off threshold is exceeded. When it is determined that the pen is off, it is determined that the finger, pen, etc. are separated from the resistance plate, and the pen-on detection standby state is restored.
[0126]
  On the other hand, unless it is determined as pen-off, the pressure-sensitive 3D tablet 10 repeats the above-described contact resistance detection mode and the X and Y coordinate detection modes, and the X coordinate (xp) And Y coordinate (yp) And contact resistance value rPIs detected.
[0127]
  In the CPU 1, the detected X coordinate (xp) And Y coordinate (yp) And contact resistance value rPGenerate tablet operation data based on In this generation, a plurality of contact resistance values r repeatedly detected.PAn abnormal value is removed from each detection data such as and the like, and a predetermined constant is multiplied as necessary to obtain tablet operation data. The tablet operation data is output from a not-shown output port to a controlled device such as a personal computer at a predetermined cycle.
[0128]
  X coordinate (x of the contact position P included in this tablet operation datap) And Y coordinate (yp) And contact resistance value rPAre independent parameters representing the pressing operation of the resistance plate, respectively, so that the tablet operation can be output as independent three-dimensional data. Of these, the contact resistance value rPDecreases by increasing the pressing force of the resistance plate or increasing the pressing force per unit contact area by narrowing the contact area at the pressing position. Therefore, by changing the pressing force while changing the pressing position of the resistance plate, it is possible to input three-dimensional data that changes continuously according to the tablet operation.
[0129]
  In the first embodiment, the first potential difference VAAnd the second potential difference VBContact resistance value rP(4), which is a function representing the contact resistance value rPHowever, the present invention is not limited to this.
[0130]
  Hereinafter, the first potential difference VAAnd the second potential difference VBTo other methods for contact resistance value rPA second embodiment for calculating the above will be described.
[0131]
  A2The
[0132]
Figure 0004110580
[0133]
Then, the above formulas (1) and (2) and X1+ X2= X, Y1+ Y2= Y, equation (5) becomes
[0134]
Figure 0004110580
[0135]
And can be transformed. This equation (6) is expressed as a contact resistance value r.PSolving for
[0136]
Figure 0004110580
[0137]
It becomes. Where (2-A2/ VCC) A, (1-A2/ VCC) (X + Y) to b, -A2/ VCC(X1+ Y2) (X2+ Y1) Is c, because -4ac> 0 (b2-4ac)1/2Becomes a positive value larger than b. On the other hand, a is positive and the contact resistance value rPMust have a positive value, so that the contact resistance value r is independent of the value of b.PIs
[0138]
Figure 0004110580
[0139]
And the first potential difference VAAnd the second potential difference VBIt can be expressed by the function of
[0140]
  In equation (9), the resistance value X between the X + side electrode 8a and the X− side electrode 8b, the resistance value Y between the Y + side electrode 9a and the Y− side electrode 9b, and the reference detection voltage VCCIs a known constant, and X contained in c1, X2, Y2, Y1Is the resistance value from the contact position to each electrode, and can be obtained from the pressed position detected in the XY coordinate detection mode. Therefore, the above numerical values and the contact resistance detection mode are changed to the expression (9) modified from the expression (6). Detected first potential difference VAAnd the second potential difference VBAnd the contact resistance value r in CPU 1PCan be calculated. This contact resistance value rPSince the other detection methods are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted.
[0141]
  In the second embodiment, the contact resistance value r is calculated by substituting the above numerical values into the equation (9).PHowever, since complicated calculation is required, the load on the CPU 1 is large, and depending on the processing capability of the CPU 1, it may be difficult to continuously output tablet operation data in a short cycle.
[0142]
  The third embodiment solves this problem, and the contact resistance value rPPseudo-contact resistance value r that changes almost in the same manner asP′ Is obtained, and this pseudo contact resistance value rP'Is included in the tablet operation data and output.
[0143]
  In the third embodiment, each position of the X coordinate resistance plate 8 is pressed in advance with an equal pressing force, and the first potential difference V is determined for each contact position (x, y).AAnd the second potential difference VBDetect
[0144]
Figure 0004110580
[0145]
Seeking
Contact position (x, y) and A at the contact position (x, y)2Value A2A table T (x, y) showing the relationship of (x, y) is created.
[0146]
  FIG. 7 shows an example of the table T (x, y) created in this way. The more pressing the center of the resistance plates 8 and 9, the more A2It can be seen that although the value of is small and there is a measurement error, it generally increases as the position approaching the periphery is pressed. That is, the table T (x, y) is the contact resistance value rPIs constant and changes according to the contact position (x, y)2Of the contact position (x, y) and A2As is clear from the equation (6), the contact position is close to the center (X1+ Y2) (X2+ Y1) Increases, A2On the contrary, the contact position is biased (X1+ Y2) (X2+ Y1) Becomes smaller, A2Is something that grows. This table T (x, y) is stored in a storage unit (not shown) connected to the CPU 1.
[0147]
  Pseudo contact resistance value r as tablet operation dataPIn the case of detecting ′, the contact position (xp, Yp) First potential difference VAAnd the second potential difference VBIs detected, and the contact position (xp, YpA at2(Xp, Yp) Is calculated. Then, referring to the table T (x, y), the contact position (xp, Yp) Value T (x) of table T (x, y)p, Yp) Is read from the storage unit, and the CPU 1
[0148]
Figure 0004110580
[0149]
By the pseudo contact resistance value rP'Is calculated.
[0150]
  T (x obtained using this table T (x, y)p, Yp) And A2(Xp, Yp) Is the contact position (xp, Yp) Is eliminated, and the contact position (xp, YpContact resistance value r)PThe value approximated to is shown.
[0151]
  Therefore, the pseudo contact resistance value r calculated by the equation (7)P′ Is the contact resistance value rPThe XY coordinates of the contact position and the pseudo contact resistance value r can be used as operation data indicating the pressing force of the tablet.P'Is output as tablet operation data.
[0152]
  According to the third embodiment, the coordinates of the contact position detected in the XY coordinate detection mode (xp, YpTo A2(Xp, Yp) And a pseudo contact resistance value r indicating the pressing force of the tablet by the simple calculation shown in the equation (7).PSince 'can be detected, high-speed processing is possible.
[0153]
  The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made.
[0154]
  For example, the pressure-sensitive type three-dimensional tablet uses X + side electrode 8a and X− side electrode 8b, Y + side electrode 9a and Y− side electrode 9b as auxiliary electrodes, and X application that is a main electrode in parallel to the outside of these electrodes. The electrode 8c and the X ground electrode 8d, the Y application electrode 9c and the Y ground electrode 9d are provided, and a reference voltage is selectively applied to the X application electrode 8c or the Y application electrode 9c, and the X ground electrode 8d or the Y ground electrode 9d. May be selectively grounded.
[0155]
  FIG. 8 shows an equivalent circuit diagram of the pressure-sensitive three-dimensional tablet 20 according to the fourth embodiment. The same components as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals. Description is omitted.
[0156]
  In the contact resistance detection mode of the pressure-sensitive 3D tablet 20, a predetermined voltage VSIs applied to the X application electrode 8c and YElectrode 9d is grounded and contact resistance RPFirst potential difference V acrossAIs detected and then a predetermined voltage VS′ Is applied to the Y application electrode 9c and XThe electrode 8d is grounded and the second potential difference VBIs detected.
[0157]
  This first potential difference VAIX when detecting+Electrode 8a, OYThe voltage between the electrodes 9b and the second potential difference VBIY when detecting+Electrode 9a, OXReference detection voltage V having the same voltage between the electrodes 8bCCVoltage V applied to beS, VSIf you adjust ', IX+Electrode 8a and IY+The reference detection voltage V is selectively applied to the electrode 9a.CCIs applied to the other resistor plate.Electrode 9b or OXSince this is equivalent to the circuit of the above-described embodiment in which the electrode 8b is grounded, the contact resistance value r is the same as described in the first to third embodiments.PCan be detected.
[0158]
  In the above embodiment, the example in which the AD converter 2 is built in the CPU 1 has been described. However, the AD converter 2 and the CPU 1 are separate components as long as the potential of at least three locations can be read. Alternatively, two or more AD converters 2 may be used.
[0159]
【The invention's effect】
  As described above, according to the present invention, the contact resistance r at the pressing position can be changed only by changing the voltage application method to the resistance plate without changing the configuration of the conventional pressure-sensitive tablet.P(Or pseudo contact resistance value rP′) Can be detected, and tablet operation data relating to the pressing operation of the tablet can be output in three dimensions together with the X and Y coordinates of the contact position indicating the pressing position.
[0160]
  In particular, the pressing position of the resistance plate (xp, Yp), The contact resistance value r at the pressed positionPCan be detected.
[0161]
  Therefore, the X coordinate of the contact position of the resistance plate when the resistance plate is pressed (xp) And Y coordinate (yp) And contact resistance value rPCan be detected as three-dimensional independent parameters, and the pressing position (xp, Yp) And tablet operation with different pressing force at the pressing position, pressing area, etc., can output three-dimensional data to a controlled device such as a personal computer.
[0162]
  X coordinate (xp) And Y coordinate (yp) And contact resistance value rPCan be continuously changed by changing the pressing force while pressing and moving on each resistance plate, so that three-dimensional data input can be performed in one operation and three-dimensional display is performed. In the captured image, movement control in the depth (Z) direction can be performed simultaneously.
[0163]
  Further, since it is not necessary to use another input device for the three-dimensional data input, the entire device is not large and complicated, and the operability is excellent.
[0164]
  Furthermore, the contact resistance value rPCoordinates of the contact position (xp, Yp), The contact resistance value r can be detected without detecting the coordinates of the contact position or before detecting the coordinates of the contact position.PCan be detected.
[0165]
[0166]
[0167]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing a first reference voltage application state in a contact resistance detection mode of a pressure-sensitive 3D tablet according to the present invention.
FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of FIG. 1 in a contact resistance detection mode.
FIG. 3 is a circuit diagram showing reference voltage application states in different contact resistance detection modes of the pressure-sensitive three-dimensional tablet according to the present invention.
4 is an equivalent circuit diagram of FIG. 3 in a contact resistance detection mode.
FIG. 5 is a circuit diagram showing an X-coordinate detection mode of a pressure-sensitive 3D tablet.
FIG. 6 is a circuit diagram showing a Y-coordinate detection mode of a pressure-sensitive 3D tablet.
FIG. 7 shows a contact position (x, y) and A at the contact position (x, y).2Value A2It is explanatory drawing which shows the table T (x, y) which showed the relationship of (x, y).
FIG. 8 is a circuit diagram of a pressure-sensitive three-dimensional tablet 20 according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a circuit diagram showing a conventional pressure-sensitive tablet 100. FIG.
FIG. 10
  Contact resistance value rPIt is a circuit diagram which shows the pressure sensitive tablet 120 which can detect.
[Explanation of symbols]
        8 X coordinate resistor plate
        8a X + side electrode
        8b X-side electrode
        9 Y-coordinate resistor plate
        9a Y + side electrode
        9b Y-side electrode
        rP           Contact resistance value
        rP´ Pseudo contact resistance value
        T (x, y) table
        VCC          Reference detection voltage
        VAFirst potential difference
        VBSecond potential difference
        xp           X coordinate of contact position
        yp           Y coordinate at contact position
        Vxp, Vyp    Contact position potential

Claims (4)

X方向の両端の2辺に沿ってそれぞれX+側電極(8a)とX−側電極(8b)が形成されたX座標抵抗板(8)と、
X方向と直交するY方向の両端の2辺に沿ってそれぞれY+側電極(9a)とY−側電極(9b)が形成され、X座標抵抗板(8)と僅かな絶縁空隙をもって重合するY座標抵抗板(9)と、
X+側電極(8a)とY+側電極(9a)のいずれかに選択的に基準検出電圧VCCを印加する基準電圧印加手段と、
X−側電極(8b)とY−側電極(9b)のいずれかを選択的に接地する接地手段と
X+側電極(8a)に基準検出電圧VCCを印加するとともにX−側電極(8b)を接地してX座標抵抗板(8)に均一な電位勾配を形成し、Y座標抵抗板(9)を介して、X座標抵抗板(8)とY座標抵抗板(9)の接触位置(x、y)での電位Vxpを読み取り、該電位Vxpから接触位置のX座標(x)を検出するX座標検出モードと、
Y+側電極(9a)に基準検出電圧VCCを印加するとともにY−側電極(9b)を接地してY座標抵抗板(9)に均一な電位勾配を形成し、X座標抵抗板(8)を介して、X座標抵抗板(8)とY座標抵抗板(9)の接触位置(x、y)での電位Vypを読み取り、該電位Vypから接触位置のY座標(y)を検出するY座標検出モードと、
X+側電極(8a)に基準検出電圧VCCを印加するとともに、Y−側電極(9b)を接地し、X−側電極(8b)とY+側電極(9a)の各電位を読み取り、接触位置(x、y)におけるX座標抵抗板(8)とY座標抵抗板(9)間の第1電位差Vを検出し、
Y+側電極(9a)に基準検出電圧VCCを印加するとともに、X−側電極(8b)を接地し、Y−側電極(9b)とX+側電極(8a)の各電位を読み取り、接触位置(x、y)におけるX座標抵抗板(8)とY座標抵抗板(9)間の第2電位差Vを検出し、
接触位置(x、y)に依存せずに、第1電位差Vと第2電位差Vで接触抵抗値rを表した関数から、接触位置での接触抵抗値rを算出する接触抵抗検出モードとにより、
接触位置のX座標(x)とY座標(y)と接触抵抗値rを検出する演算手段とを備え、
検出したX座標(x)とY座標(y)と接触抵抗値rによってタブレット操作データを出力することを特徴とする感圧式3次元タブレット。
An X-coordinate resistor plate (8) in which an X + side electrode (8a) and an X− side electrode (8b) are respectively formed along two sides at both ends in the X direction;
A Y + side electrode (9a) and a Y− side electrode (9b) are respectively formed along two sides at both ends of the Y direction perpendicular to the X direction, and are superposed with a small insulating gap with the X coordinate resistor plate (8). A coordinate resistor plate (9);
A reference voltage applying means for selectively applying a reference detection voltage VCC to either the X + side electrode (8a) or the Y + side electrode (9a);
A grounding means for selectively grounding either the X-side electrode (8b) or the Y-side electrode (9b) ;
The reference detection voltage VCC is applied to the X + side electrode (8a) and the X− side electrode (8b) is grounded to form a uniform potential gradient on the X coordinate resistance plate (8), and the Y coordinate resistance plate (9). through the contact position (x p, y p) of the X-coordinate resistance sheet (8) and the Y-coordinate resistance plate (9) reading the potential V xp at, said potential V xp from the contact position X-coordinate (x p X-coordinate detection mode for detecting
The reference detection voltage VCC is applied to the Y + side electrode (9a) and the Y− side electrode (9b) is grounded to form a uniform potential gradient on the Y coordinate resistance plate (9), and the X coordinate resistance plate (8). through the contact position (x p, y p) of the X-coordinate resistance sheet (8) and the Y-coordinate resistance plate (9) reading the potential V yp at, the contact position from said potential V yp Y-coordinate (y p Y coordinate detection mode for detecting)
The reference detection voltage VCC is applied to the X + side electrode (8a), the Y− side electrode (9b) is grounded, the potentials of the X− side electrode (8b) and the Y + side electrode (9a) are read, and the contact position Detecting a first potential difference V A between the X coordinate resistor plate (8) and the Y coordinate resistor plate (9) at (x p , y p );
The reference detection voltage VCC is applied to the Y + side electrode (9a), the X− side electrode (8b) is grounded, the respective potentials of the Y− side electrode (9b) and the X + side electrode (8a) are read, and the contact position Detecting a second potential difference V B between the X coordinate resistor plate (8) and the Y coordinate resistor plate (9) at (x p , y p );
Contact position (x p, y p) without depending on, from the function representing the contact resistance value r P at the first potential difference V A and the second potential difference V B, to calculate the contact resistance value r P at the contact position Depending on the contact resistance detection mode,
A calculation means for detecting an X coordinate (x p ), a Y coordinate (y p ), and a contact resistance value r P of the contact position ;
A pressure-sensitive three-dimensional tablet, wherein tablet operation data is output based on the detected X coordinate (x p ), Y coordinate (y p ), and contact resistance value r P.
X+側電極(8a)とX−側電極(8b)間の抵抗値をX、Y+側電極(9a)とY−側電極(9b)間の抵抗値をY、V*V/(V+V)をAとしたときに、接触抵抗値rを、
Figure 0004110580
から算出することを特徴とする請求項1記載の感圧式3次元タブレット。
The resistance value between the X + side electrode (8a) and the X− side electrode (8b) is X, the resistance value between the Y + side electrode (9a) and the Y− side electrode (9b) is Y, V A * V B / (V a + V B) of when the a 1, the contact resistance value r P,
Figure 0004110580
The pressure-sensitive 3D tablet according to claim 1, wherein the pressure-sensitive 3D tablet is calculated from
X方向の両端の2辺に沿ってそれぞれX+側電極(8a)とX−側電極(8b)が形成されたX座標抵抗板(8)と、X方向と直交するY方向の両端の2辺に沿ってそれぞれY+側電極(9a)とY−側電極(9b)が形成されたY座標抵抗板(9)とを僅かな絶縁空隙をもって重合してなるタブレットの一方の抵抗板を押圧操作して他方の抵抗板に接触させたときに、
X座標抵抗板(8)のX+側電極(8a)に基準検出電圧VCCを印加するとともにY座標抵抗板(9)のY−側電極(9b)を接地し、接触位置(x、y)での抵抗板間の第1電位差Vを検出し、
Y座標抵抗板(9)のY+側電極(9a)に基準検出電圧VCCを印加するとともに他方のX座標抵抗板(8)のX−側電極(8b)を接地し、接触位置(x、y)での抵抗板間の第2電位差Vを検出し、
接触位置(x、y)に依存せずに、第1電位差Vと第2電位差Vで接触抵抗値rを表した関数から、接触位置での接触抵抗値rを算出し、
接触位置(x、y)の接触抵抗値rをタブレット操作データとして検出することを特徴とするタブレットの操作データ検出方法。
An X coordinate resistor plate (8) having X + side electrode (8a) and X− side electrode (8b) formed along two sides at both ends in the X direction, and two sides at both ends in the Y direction perpendicular to the X direction And pressing one resistance plate of the tablet formed by polymerizing the Y coordinate resistance plate (9) on which the Y + side electrode (9a) and the Y− side electrode (9b) are formed with a slight insulating gap along When touching the other resistor plate,
The reference detection voltage VCC is applied to the X + side electrode (8a) of the X coordinate resistance plate (8), the Y-side electrode (9b) of the Y coordinate resistance plate (9) is grounded, and the contact position (x p , y p ) to detect the first potential difference V A between the resistance plates;
The reference detection voltage VCC is applied to the Y + side electrode (9a) of the Y coordinate resistance plate (9), and the X− side electrode (8b) of the other X coordinate resistance plate (8) is grounded, and the contact position (x p , Y p ) to detect a second potential difference V B between the resistance plates,
Contact position (x p, y p) without depending on, from the function representing the contact resistance value r P at a first potential difference V A second potential difference V B, to calculate the contact resistance value r P at the contact position ,
Contact position (x p, y p) operation data detection method of the tablet, characterized in that for detecting the contact resistance value r P as tablet operation data.
X座標抵抗板(8)のX方向の抵抗値をX、Y座標抵抗板(9)のY方向の抵抗値をY、V*V/(V+V)をAとしたときに、接触抵抗値rを、
Figure 0004110580
から算出することを特徴とする請求項3記載のタブレットの操作データ検出方法。
When the resistance value in the X direction of the X coordinate resistor plate (8) is X, the resistance value in the Y direction of the Y coordinate resistor plate (9) is Y, and V A * V B / (V A + V B ) is A 1 And the contact resistance value r P ,
Figure 0004110580
4. The operation data detection method for a tablet according to claim 3, wherein the operation data is calculated from the following.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6771251B2 (en) * 2000-01-14 2004-08-03 Sony Computer Entertainment Inc. Electronic equipment, recording medium and method for changing parameter settings of the electronic equipment or computer
JP2004070920A (en) * 2002-06-11 2004-03-04 Sony Computer Entertainment Inc Information processing program, computer readable recording medium recording information processing program, information processing method and information processor
JP4622590B2 (en) * 2005-03-08 2011-02-02 ソニー株式会社 Input device, touch panel and electronic device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109313093A (en) * 2016-05-31 2019-02-05 微软技术许可有限责任公司 For the force snesor used in stylus
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