JP4879388B2 - タブレット装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子機器等に設けられる抵抗膜方式のタブレット装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の情報処理機器等の電子機器等には、指圧等によってポイントされた位置を検出するためのタブレット装置を設けることが一般的となっている。
【０００３】
図１１に、抵抗膜式のタブレット装置の一例を示している。タブレット装置４は、ディスプレイ６３の上面に積層された２枚の抵抗膜５１、５２を有している。この抵抗膜５１及び５２は、タブレットの入力面となっている。ディスプレイ６３に積層される抵抗膜５２には、長手方向であるＸ方向に沿った各側縁部に電極５４Ａ及び５４Ｂがそれぞれ設けられており、また、抵抗膜５２上に積層される抵抗膜５１には、抵抗膜５２の電極５４Ａ及び５４Ｂと直交するＹ方向に沿った各側縁部に電極５３Ａ及び５３Ｂがそれぞれ設けられている。各抵抗膜５１、５２の電極５３Ａ、５３Ｂ及び電極５４Ａ、５４Ｂは、それぞれスイッチ５５及び５６と、５７及び５８とを介してそれぞれ直流電源６０に接続されている。そして、スイッチ５５及び５６をそれぞれオンにすると、抵抗膜５１の電極５３Ａ及び５３Ｂに直流電源６０の電圧が印加され、抵抗膜５１にＸ方向の電位勾配が形成される。また、スイッチ５７及び５８をそれぞれオンにすると、抵抗膜５２の電極５４Ａ及び５４Ｂに電圧が印加され、抵抗膜５２にＹ方向の電位勾配が形成される。
【０００４】
抵抗膜５１の電極５３Ａ及び抵抗膜５２の電極５４Ａは、それぞれスイッチ５９によって、各抵抗膜５１及び５２の電位値をそれぞれ測定するためのＡＤ変換器６１に選択的に接続されるようになっている。ＡＤ変換器６１は、抵抗膜５１が押圧されて抵抗膜５２と接触した押圧点の電圧を測定する。また、このＡＤ変換器６１は、ＡＤ変換器６１が測定した電位値に基づいて押圧点の位置座標を演算する演算装置６２に接続されている。
【０００５】
上記構成のタブレット装置４の動作について説明する。
【０００６】
指圧、ペン圧等により抵抗膜５１が下方に押し下げられると、抵抗膜５１と抵抗膜５２とが指圧等により押し下げられた位置において接触した状態となる。このときに、スイッチ５５及び５６をオン、スイッチ５７及び５８をオフにして、抵抗膜５１にＸ方向の電位勾配を形成する。この電位勾配は、抵抗膜５１の電極間方向（Ｘ方向）の位置に比例している。抵抗膜５２は、抵抗膜５１の押し下げられた点と接触しているので、抵抗膜５１の押圧点の電位を有している。スイッチ５９を電極５４Ａ側に選択することにより、抵抗膜５２の電位がＡＤ変換器６１によって測定され、さらに、演算装置６２はＡＤ変換器６１による測定値に基づいて、押圧点のＸ座標を演算する。同様に、スイッチ５７及び５８をオン、スイッチ５５及び５６をオフにすることにより、抵抗膜５２に直流電源６０の直流電圧が印加され、スイッチ５９を電極５３Ａ側に選択することにより、抵抗膜５１の電位がＡＤ変換器６１によって測定され、演算装置６２はＡＤ変換器６１による測定値に基づいて押圧点のＹ座標を演算する。
【０００７】
また、特開平９−２６９８６１号公報には、タブレット押下時の力の強さを表す押圧値を検出することができるタブレット装置が開示されている。
【０００８】
このタブレット装置５は、図１２に示すように、抵抗膜５２の電極５４Ａに印加される電圧の極性を切り換える一対のスイッチ５７Ａおよび５８Ａがそれぞれ接続されており、また、抵抗膜５２の電極５４Ｂに印加する電圧の極性を切り換える一対のスイッチ５７Ｂ、５８Ｂがそれぞれ接続されている。また、抵抗膜５１の電極５３Ａは抵抗６４を介して接地されている。
【０００９】
抵抗膜５１を押圧したときの押圧点の位置座標は、上記のタブレット装置４と同様に求められる。また、抵抗膜５１が押圧された場合の押圧力の値は、スイッチ５７Ａ及び５８Ｂをそれぞれオン、スイッチ５５及び５６及び５７Ｂ及び５８Ａをそれぞれオフにし、スイッチ５９を抵抗膜５１の電極５３Ａ側に選択して、ＡＤ変換器６１によって抵抗膜５１の電位を測定し、さらに、スイッチ５７Ｂ及び５８Ａをそれぞれオン、スイッチ５５及び５６と、５７Ａ及び５８Ｂとをそれぞれオフにして、スイッチ５９を抵抗膜５２の電極５４Ａ側に選択し、ＡＤ変換器６１により抵抗膜５１の電位を測定して、これら２つの測定値を演算装置６２により演算する。この場合、押圧力の値は、ノイズ源となるディスプレイ６３の影響を避けるため、ディスプレイ６３から遠方側に位置する抵抗膜５１の電位を測定することによって求めており、精度の良い押圧力値が得られる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
タブレット装置４及び５の２枚の抵抗膜５１及び５２は、通常、液晶ディスプレイやバックライト等の上部に重ねて配置される。液晶ディスプレイ等はノイズを発生し、そのノイズによる影響がディスプレイ６３上に配置された抵抗膜５１及び５２に生じる。また、抵抗膜５１及び５２は直流電源によって印加される単位印加電圧を小さく設定しており、ノイズによる影響を受けやすい状態となっている。特に、ディスプレイ６３に近い抵抗膜５２はノイズによる影響が大きい。その結果、押圧点の位置座標を求める場合や押圧力値を検出する場合に、各抵抗膜５１及び５２の電位値にノイズの影響による誤差が生ずる原因となっている。
【００１１】
特開平９−２６９８６１号公報に開示されたタブレット装置においては、上記したように、押圧力値を測定するためにノイズ源となるディスプレイ６３からの影響が少ない上側の抵抗膜５１を用いることにより、ノイズによる誤差の低減を図っている。
【００１２】
しかし、押圧点の位置座標を求める場合においては、ノイズ源となるディスプレイ５３に近い抵抗膜５２がノイズの影響を強く受け、抵抗膜５２の電位を測定した場合には、ノイズの混入が大きくなり、大きな誤差が生じることとなる。このような誤差を低減したタブレット装置は、これまで開発されていない。
【００１３】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、押圧点の位置座標を検出する場合に、ノイズによる誤差を小さく抑え、精度良く位置座標を検出することができるタブレット装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本願の請求項１に係る発明は、対向する一対の電極を有し、電子機器における画像表示面上に積層され、一方を押圧した際にその押圧点にて相互に接触する２枚の抵抗膜と、各抵抗膜にそれぞれ電圧を印加する電圧印加手段と、前記各抵抗膜の電位をそれぞれ測定する電位測定手段と、前記電位測定手段にて測定された測定値に基づいて前記押圧点の位置座標を演算する演算手段とを備えたタブレット装置において、前記２枚の抵抗膜はそれぞれ長方形の形状を有し、前記２枚の抵抗膜のうちの前記画像表示面から遠い側の長方形形状の抵抗膜の一解像度あたりの電圧が前記２枚の抵抗膜のうちの前記画像表示面から近い側の長方形形状の抵抗膜の一解像度あたりの電圧より大きくなるように、前記２枚の抵抗膜のうちの前記画像表示面から遠い側の長方形形状の抵抗膜には、その短辺の両端側から、該短辺に沿って電位勾配が形成されるよう電位を印加し、前記２枚の抵抗膜のうちの前記画像表示面から近い側の長方形形状の抵抗膜には、その長辺の両端側から、該長辺に沿って電位勾配が形成されるよう、前記遠い側の長方形形状の抵抗膜に印加する電圧と同じ電圧を印加することを特徴とするものである。
【００１５】
本願の請求項２に係る発明は、対向する一対の電極を有し、電子機器における画像表示面上に積層され、一方を押圧した際にその押圧点にて相互に接触する２枚の抵抗膜と、各抵抗膜にそれぞれ電圧を印加する電圧印加手段と、前記各抵抗膜の電位をそれぞれ測定する電位測定手段と、前記電位測定手段にて測定された測定値に基づいて前記押圧点の位置座標を演算する演算手段とを備えたタブレット装置において、前記演算手段で演算される位置座標の基準にされる、前記電位測定手段にて測定された一解像度あたりの電圧は、前記２枚の抵抗膜のうちの前記画像表示面から遠い側の抵抗膜の一解像度あたりの電圧が、前記２枚の抵抗膜のうちの前記画像表示面に近い側の抵抗膜の一解像度あたりの電圧より大きくなるよう設定されていることを特徴とするものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。
【００１９】
図１に本発明の実施の形態１のタブレット装置１の構成を示す。
【００２０】
タブレット装置１は、図１に示すように、液晶ディスプレイ２３の上面に積層された２枚の抵抗膜１１及び１２を有している。この抵抗膜１１及び１２はタブレットの入力面となる。液晶ディスプレイ２３に積層される抵抗膜１２には、Ｘ方向に沿った各側縁部に電極１４Ａ及び１４Ｂがそれぞれ設けられており、また、抵抗膜１２上に積層される抵抗膜１１には、電極１４Ａ及び１４Ｂと直交するＹ方向に沿った各側縁部に電極１３Ａ及び１３Ｂがそれぞれ設けられている。
【００２１】
各抵抗膜１１及び１２の電極１３Ａ及び１３Ｂと、電極１４Ａ及び１４Ｂとは、それぞれスイッチ１５及び１６と、１７及び１８とを介して直流電源２０に接続されている。そして、スイッチ１５及び１６をそれぞれオンにすると、抵抗膜１１の電極１３Ａ及び１３Ｂに直流電源２０の電圧が印加され、抵抗膜１１にＹ方向の電位勾配が形成される。また、スイッチ１７及び１８をそれぞれオンにすると、抵抗膜１２の電極１４Ａ及び１４Ｂに直流電源２０電圧が印加され、抵抗膜１２にＸ方向の電位勾配が形成される。
【００２２】
抵抗膜１１の電極１３Ａ及び抵抗膜１２の電極１４Ａは、それぞれスイッチ１９によって、各抵抗膜１１及び１２の電位値をそれぞれ測定するためのＡＤ変換器６１に選択的に接続されるようになっている。ＡＤ変換器２１は、抵抗膜１１または抵抗膜１２の電圧を測定する。また、このＡＤ変換器２１は、ＡＤ変換器２１が測定した電位値に基づいて押圧点の位置座標を演算する演算装置２２に接続されている。
【００２３】
２枚の抵抗膜１１及び１２はスペーサ（図示せず）によって、通常時には、各抵抗膜１１及び１２を相互に接触しないように離間しており、互いに導通していない状態になっている。しかし、入力ペンや指圧により抵抗膜５１の上面である入力面が下方に押された時には、抵抗膜１１が下方にたわみ、抵抗膜１２の上面と接触し、抵抗膜１１及び抵抗膜１２が導通した状態になる。
【００２４】
演算装置２２の出力であるタブレット押圧点の位置は、通常、図２に示すような座標空間上の２次元配列値（Ｘ、Ｙ）として得られる。この座標空間の範囲（最大値）は、タブレットの大きさ（長さ）で一意的に決まるものではなくタブレット装置を搭載したシステムが、どの程度の情報量を必要とするかで決まるものである。
【００２５】
座標空間の範囲を広くする（最大値を大きくする）と解像度が高くなり多くの情報が得られ、狭くする（最大値を小さくする）と解像度が低くなり情報量も小さくなる。
【００２６】
抵抗膜１１及び１２の平面は、指圧等による押圧点を検出するタブレットの入力面を形成している。図２（ａ）の斜線部分は、位置座標空間における入力面の範囲を示している。位置座標とは、図２（ａ）に示すように、各抵抗膜１１及び１２の平面にて構成されるタブレットの入力面を解像度を示す２次元空間とみなす。この２次元空間は、抵抗膜１２における電極１４Ａ及び１４Ｂ間の座標軸（Ｘ軸）と抵抗膜１１の電極１３Ａ及び１３Ｂ間の座標軸（Ｙ軸）の２つの座標軸を有しており、抵抗膜１２における電極１４Ａと電極１４Ｂ間のＸ軸上の解像度が、最大値をｉとして、抵抗膜１１における電極１３Ａと電極１３Ｂ間のＹ軸上の解像度が、最大値をｊとしてそれぞれ示され、入力面上の位置をこの座標軸上の解像度を用いた２次元配列で表している。本実施の形態のタブレット装置では、Ｘ軸とＹ軸の各座標軸方向に要求される解像度が異なっており、Ｙ軸方向に比べＸ軸方向の単位印加電圧が小さい。すなわちＹ軸座標の解像度の最大値ｊに比べＸ軸座標の解像度の最大値ｉが大きくなっている。
【００２７】
例えば、解像度３２０×２４０の場合であれば、Ｘ軸座標の解像度の最大値ｉ＝３２０であり、Ｙ軸座標の解像度の最大値ｊ＝２４０となる。
【００２８】
図２（ｂ）と（ｃ）は、解像度の最大値を簡略化して表した図である。
【００２９】
図２（ｂ）は、Ｘ軸座標の解像度の最大値１０として、Ｙ軸座標の解像度の最大値５としている。それに対して、図２（ｃ）は、Ｙ軸座標の解像度の最大値が５になっている。これにより、図２（ｂ）の方が、Ｘ軸方向の単位印加範囲が狭くなり、単位印加電圧が小さくなる。
【００３０】
ＡＤ変換器２１は、抵抗膜１１または抵抗膜１２の電位を測定し、デジタル信号に変換する。ＡＤ変換器２１によって測定された各抵抗膜の電位を表すデジタル信号は、演算装置６２に入力され、押下点の位置座標が求められる。
【００３１】
次に、抵抗膜１１が押し下げられた位置（押圧点）の位置座標を検出する動作について説明する。
【００３２】
まず、第一のステップとして、押圧点（ｘ、ｙ）のＸ軸座標を求める。この第１のステップにおいては、スイッチ１７及び１８はそれぞれオン、スイッチ１５及び１６はそれぞれオフとされ、スイッチ１９は抵抗膜１１の電極１３Ａ側に切り換えられる。スイッチ１７及び１８のオンにより、抵抗膜１２には、直流電源２０による電圧が印加される。この直流電圧の印加により、抵抗膜１２には電極間方向（Ｘ軸方向）に電位勾配が形成される。一方、スイッチ１５及び１６がオフになっていることにより、抵抗膜１１には直流電源２０からの電圧が印加されていない。この抵抗膜１１は、押圧点にて抵抗膜１２に接触しており、抵抗膜１２の押圧点における電位に等しい。スイッチ１９が抵抗膜１１の電極１３Ａ側になっており、ＡＤ変換器２１により抵抗膜１１の電位が測定される。ＡＤ変換器２１によって測定された抵抗膜１１の電位値は、演算装置２２によって、押圧点（ｘ、ｙ）のＸ座標に演算される。
【００３３】
第二のステップでは、押圧点（ｘ、ｙ）のＹ座標を求める。この第２のステップにおいては、スイッチ１５及び１６はそれぞれオン、スイッチ１７及び１８はそれぞれオフとされ、スイッチ１９は抵抗膜１２の電極１４Ａ側に切り換えられる。スイッチ１５及び１６のそれぞれのオンにより、抵抗膜１１には、直流電源２０による電圧が印加される。この直流電圧の印加により、抵抗膜１１には電極間方向（Ｙ軸方向）に電位勾配が形成される。一方、スイッチ１７及び１８がそれぞれオフになっていることにより、抵抗膜１２には電圧が印加されていない。この抵抗膜１２は、押圧点（ｘ、ｙ）において、抵抗膜１２に接触しているので、抵抗膜１２の押圧点（ｘ、ｙ）における電位に等しい。スイッチ１９が抵抗膜１２の電極１４Ａ側になっており、ＡＤ変換器２１により抵抗膜１２の電位が測定される。ＡＤ変換器２１によって測定された抵抗膜１１の電位値は、演算装置２２によって、押圧点（ｘ、ｙ）のＹ座標に演算される。
【００３４】
次に、ＡＤ変換器２１による各抵抗膜１１、１２の電位測定値の押圧点（ｘ、ｙ）の位置座標への演算について、図３、４に基づいて説明する。
【００３５】
図３は、ステップ１の等価回路図である。図３中、Ｖ２は直流電源２０の正極側電位、Ｖ１は直流電源２０の負極側電位、Ｌ１２は電極１４Ａと電極１４Ｂ間の距離、Ｌｘは電極１４Ａから押下点までの距離、Ｌ１１は電極１３Ａと電極１３Ｂ間の距離、Ｌｙは電極１３Ａから押下点までの距離、ｒは押下点における抵抗膜１１と抵抗膜１２との接触抵抗値である。
【００３６】
抵抗膜１２の抵抗値は距離に比例するため、抵抗膜１２上の各電極１４Ａ及び１４Ｂ間の抵抗値と電極１４Ａから押下点までの抵抗値との比は、それぞれの距離の比に等しい。抵抗膜１１と抵抗膜１２とは押下点で互いに接触し導通しているので、抵抗膜１１には、押下点のＸ軸方向位置に対応した電位が現れる。
【００３７】
ここで、ＡＤ変換器２１の入力抵抗は非常に大きいので、抵抗膜１２から抵抗膜１２と抵抗膜１１との接触点を通り、抵抗膜１１、電極１３Ａ、ＡＤ変換器２１に至る経路には電流が流れない。したがって、ＡＤ変換器２１に入力される電位Ｖｘは、抵抗膜１２に印加された電圧を電極１４Ａから押下点までの抵抗値の比、すなわち、距離の比で分圧した値である
（Ｌｘ／Ｌ１２）×（Ｖ２−Ｖ１）
に等しくなる。この電位ＶｘをＡＤ変換器２１でデジタル値に変換し、演算装置２２により演算することにより図２に示される２次元空間におけるＸ軸座標を得ることができる。この座標値ｘは
（Ｌｘ／Ｌ１２）×ｉ
と表される。
【００３８】
図４は、ステップ２の等価回路図である。
【００３９】
抵抗膜１１と抵抗膜１２とは押下点で接触し導通しているため、抵抗膜１２には押下点のＹ軸方向位置に対応した電位が現れる。ここで、ＡＤ変換器２１の入力抵抗は非常に大きいので、抵抗膜１１から接触点を通り、抵抗膜１２、電極１４Ａ、ＡＤ変換器２１に至る経路には電流は流れない。したがって、ＡＤ変換器２１に入力される電位Ｖｙは、抵抗膜１１に印加された電圧を電源１３Ａから押下点までの抵抗値の比、すなわち距離の比で分圧した値である
（Ｌｙ／Ｌ１１）×（Ｖ２−Ｖ１）
に等しくなる。この電位ＶｙをＡＤ変換器２１でデジタル値に変換し、演算装置２２により演算することにより図２に示される２次元空間におけるＹ軸座標ｙを得ることができる。この座標値ｙを式で表すと、
（Ｌｙ／Ｌ１１）×ｊ
となる。
【００４０】
以上の第１及び第２の２つのステップで得られたＸ軸座標とＹ軸座標とを合わせることで、タブレット入力面上における位置座標（ｘ、ｙ）を得ることができる。
【００４１】
一般的にノイズの電圧レベルは、図５に示すように、距離の２乗に反比例して減衰することが知られており、ディスプレイ２３からの距離が大きくなるにしたがいノイズの電圧値が急激に小さくなっていくことが分かっている。例えば、ディスプレイ２３から抵抗膜１２までの距離をＴ１２、ディスプレイ２３から抵抗膜１１までの距離をＴ１２とすると、抵抗膜１２に発生するノイズの電圧Ｎ１２は、抵抗膜１１に発生するノイズの電圧Ｎ１１よりも大きくなる。その結果、ＡＤ変換機２１によって測定される電位値に含まれる誤差は、Ｘ軸方向とＹ軸方向とでは、異なるレベルとなる。
【００４２】
ここで、ノイズ源となるディスプレイ２３によって、抵抗膜１１及び抵抗膜１２に同じレベルのノイズが混入すれば、図６（Ａ）に示すように、そのノイズによる電圧変動の影響は斜線で示した円の範囲で表される。すなわち、Ｙ軸方向の１単位要素分の範囲内に収まるレベルのノイズであっても、Ｘ軸方向には複数の単位要素範囲にまたがってしまい、その結果、誤差として現れることを意味している。したがって、Ｙ軸座標検出時にノイズが混入しても比較的誤差は現れ難いが、Ｘ軸座標の検出時にノイズが混入すると大きな誤差として現れてしまう。
【００４３】
しかし、実際には、上記したように、ＡＤ変換機２１によって測定される電位値に含まれる誤差は、Ｘ軸方向とＹ軸方向とでは、同じレベルとならないので、図６（Ｂ）に示すように、Ｙ軸方向に含まれる誤差がＸ軸方向に含まれる誤差よりも大きくなる。
【００４４】
本実施の形態１のタブレット装置においては、抵抗膜１１の解像度ｉを抵抗膜１２の解像度ｊよりも大きくすることにより、Ｙ軸座標の単位印加電圧（Ｖ２−Ｖ１）／ｊが、Ｘ軸座標の単位印加電圧（Ｖ２−Ｖ１）／ｉよりも大きくなっている。このため、抵抗膜１２の電位値Ｖｙに大きな誤差を含んでいても、（Ｖ２−Ｖ１）／ｊを大きく設定しているため、電位値Ｖｙ値をＹ軸座標ｙに演算する際に位置座標の誤差を小さくすることができる。
【００４５】
（実施の形態２）
図７に本発明の実施の形態２のタブレット装置の構成を示す。
【００４６】
タブレット装置２では、２枚の抵抗膜１１及び１２に、それぞれ異なる直流電源２０Ｙ及び２０Ｘが接続されている。また、抵抗膜１１及び抵抗膜１２の解像度は同じ値ｋを有している。さらに、直流電源２０Ｘによる電圧の印加により、抵抗膜１２の電極１４Ｂ側にＶ２Ｘ、電極１４Ａ側にＶ１Ｘの電位が与えられ、直流電源２０Ｙによる電圧の印加により、抵抗膜１１の電極１３Ｂ側にＶ２ＹＤ、電極１３Ａ側にＶ１Ｙの電位が与えられる。直流電源２０Ｘと直流電源２０Ｙとの印加電圧は互いに異なっており、直流電源２０Ｙの印加電圧は、直流電源２０Ｘの印加電圧よりも大きくなっている。すなわち、（Ｖ２ＹＤ−Ｖ１Ｙ）＞（Ｖ２Ｘ−Ｖ１Ｘ）となっている。
【００４７】
他の構成に関しては、実施の形態１のタブレット装置１と同じ構成を有しているので、詳しい説明は省略する。
【００４８】
抵抗膜１１が押し下げられた位置（押圧点）の位置座標（ｘ、ｙ）を検出する動作についても、押圧点のＸ座標を求めるステップ１とＹ座標を求めるステップ２とを行うことにより押圧点の位置座標を求めることができ、大略、実施の形態１のタブレット装置１と同様であるので、詳しい説明は省略する。
【００４９】
ステップ１において、抵抗膜１１、１２は押下点で接触し導通しているため、抵抗膜１１には押下点のＸ軸方向位置に対応した電位が現れ、ＡＤ変換器２１に入力される。この電位Ｖｘは、抵抗膜１２に印加された電圧を、（Ｖ２Ｘ−Ｖ１Ｘ、電極１４Ａから押下点までの距離の比を（Ｌｘ／Ｌ１２）とすると、
Ｖｘ＝（Ｌｘ／Ｌ１２）×（Ｖ２Ｘ−Ｖ１Ｘ）
となる。この電位ＶｘをＡＤ変換器２１でデジタル値に変換し、演算装置２２により演算することで押下点のＸ軸座標ｘを得ることができる。
【００５０】
同様にして、ステップ２において、ＡＤ変換器２１に入力される電位Ｖｙは、
Ｖｙ＝（Ｌｙ／Ｌ１１）×（Ｖ２ＹＤ−Ｖ１Ｙ）
となる。この電位ＶｙをＡＤ変換器２１でデジタル値に変換し、演算装置２２により演算することで押下点のＹ軸座標ｙを得ることができる。
【００５１】
以上の第１及び第２ステップで得られたＸ軸座標とＹ軸座標とを合わせることにより、タブレット入力面上における位置座標（ｘ、ｙ）を得ることができる。
【００５２】
ここで、解像度はＸ軸方向、Ｙ軸方向ともに同一の値ｋを有するので、Ｘ軸座標の１要素あたりに対応する電位値は、
（Ｖ２Ｘ−Ｖ１Ｘ）／ｋ
により表され、Ｙ軸座標の１要素あたりに対応する電位値は、
（Ｖ２ＹＤ−Ｖ１Ｙ）／ｋ
により表される。
【００５３】
ここで、負極側の電位であるＶ１Ｘ、Ｖ１Ｙは共通であり、同電位であるので、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向の１要素あたりに対応する電位値、すなわち単位印加電圧の大小関係は、印加する電圧値Ｖ２ＹＤ、Ｖ２Ｘの大小関係によって決まる。
【００５４】
図８（Ａ）は、電位Ｖ２ＹＤが電位Ｖ２Ｘと同電位であるＶ２Ｙであるとした場合の１要素あたりに対応する電位値とタブレットの位置関係を示している。横方向は抵抗膜１２の電極間方向（Ｘ軸方向）を示し、縦方向は抵抗膜１１の電極間方向（Ｙ軸方向）を示している。また、格子の１マスは、位置座標の１要素分に相当している。この場合、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向ともに単位印加電圧、長さが等しく、印加している電圧も等しいため、Ｘ軸方向とＹ軸方向の１要素は同じ大きさになっている。また、ノイズ源から混入するノイズによる電圧変動を斜線で示しているが、ディスプレイ２３に近い電源１４Ａから測定するＹ軸方向の電位に対して、Ｘ軸方向よりもノイズが混入しやすいため、Ｙ軸方向に対する変動が大きく、Ｙ軸方向は、誤差が現われるおそれが高い。
【００５５】
図８（Ｂ）は、Ｙ軸方向の印加電圧Ｖ２ＹＤがＸ軸方向の印加電圧Ｖ２Ｘより大きい場合、すなわち、Ｖ２ＹＤ＞Ｖ２Ｘという関係を有する場合を示している。この場合、１要素あたりに対応する電位値は、ディスプレイ２３に対する距離との関係からＹ軸方向側が大きくなっており、ディスプレイ２３に対する距離との関係からＹ軸方向の測定時より大きなノイズが混入しても、位置の誤差として現れる可能性が少なくなっている。
【００５６】
（実施の形態３）
図９に本発明の実施の形態３のタブレット装置３の構成を示す。
【００５７】
本実施の形態３の抵抗膜３０、３１は長方形状に形成されており、Ｘ軸方向の辺の長さｍ、Ｙ軸方向の辺の長さｎを有している。Ｘ軸方向に沿う方向が長手、すなわち、ｍ＞ｎとなっている。
【００５８】
他の構成に関しては、実施の形態１のタブレット装置１と同じ構成を有しているので、詳しい説明は省略する。
【００５９】
また、抵抗膜３０が押し下げられた位置（押圧点）の位置座標（ｘ、ｙ）を検出する動作についても、押圧点のＸ座標を求めるステップ１とＹ座標を求めるステップ２とを行うことにより押圧点の位置座標を求めることができ、大略、実施の形態１のタブレット装置１と同様であるので、詳しい説明は省略する。
【００６０】
ここで、ＡＤ変換器２１による各抵抗膜３０、３１の電位測定値と押圧値（ｘ、ｙ）の位置座標との関係について説明する。
【００６１】
ステップ１において、抵抗膜３０と抵抗膜３１とは押下点で接触し導通しているため、抵抗膜３０には、押下点のＸ軸方向位置に対応した電位Ｖｘが現われ、ＡＤ変換器２１に入力される。この電位Ｖｘは、抵抗膜３１に印加された電圧を（Ｖ２−Ｖ１）、電極３３Ａから押下点までの距離をＬｘとすると、
Ｖｘ＝（Ｌｘ／ｍ）×（Ｖ２−Ｖ１）
と表される。この電位をＡＤ変換器２１でデジタル値に変換し、演算装置２２により演算することでＸ軸座標ｘを得ることができる。
【００６２】
同様にして、ステップ２において、抵抗膜３０と抵抗膜３１とは押下点で接触し導通しているため、抵抗膜３１には押下点のＹ軸方向位置に対応した電位が現われ、ＡＤ変換器２１に入力される。この電位Ｖｙは、抵抗膜３０に印加された電圧を（Ｖ２−Ｖ１）、電極３２Ａから押下点までの距離をＬｙとすると、
Ｖｙ＝（Ｌｙ／ｎ）×（Ｖ２−Ｖ１）
で表される。この電位ＶｙをＡＤ変換器２１でデジタル値に変換し、演算装置２２により演算することにより、Ｙ軸座標ｙを得ることができる。
【００６３】
以上の第１及び第２の２つのステップで得られたＸ軸座標とＹ軸座標とを合わせることで、タブレット入力面上における位置座標を得ることができる。
【００６４】
ここで、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の単位長さ当りの解像度が互いに等しい場合、単位長さ当りの解像度をｈとすると、Ｘ軸座標の解像度は、ｈ×ｍ、Ｙ軸座標の解像度は、ｈ×ｎとなる。各抵抗膜３０及び３１の形状は長方形であるので（ｍ＞ｎ）、Ｙ軸座標の解像度ｈ×ｎに比べＸ軸座標の解像度ｈ×ｍが大きくなっている。
【００６５】
Ｘ軸座標の１要素あたりの電位値は、
（Ｖ２−Ｖ１）／（ｈ×ｍ）
となり、Ｙ軸座標の１要素あたりの電位値は
（Ｖ２−Ｖ１）／（ｈ×ｎ）
となる。
【００６６】
本実施の形態３のタブレット装置３においては、入力座標面をＸ軸方向の長さをｍとし、Ｙ軸方向の長さをｎとし、ｍ＞ｎとなるように形成しているので、Ｙ軸座標の単位印加電圧、（Ｖ２−Ｖ１）／（ｈ×ｎ）がＸ軸座標の単位印加電圧、（Ｖ２−Ｖ１）／（ｈ×ｍ）よりも大きい。このため、抵抗膜１２の電位値Ｖｙに大きな誤差を含んでいても、（Ｖ２−Ｖ１）／（ｈ×ｎ）を大きく設定していたるめ、電位値Ｖｙ値をＹ軸座標ｙに演算する際に電位値Ｖｙに含まれる誤差を小さくすることができる。
【００６７】
この状態の単位印加電圧とノイズとの関係を示す図１０において、横方向は抵抗膜３１の電極間方向であるＸ軸方向を、縦方向は抵抗膜３０の電極間方向であるＹ軸方向を表している。また、格子の１マスは、位置関係の１要素分に相当し、ノイズによる電圧変動を斜線で表示している。そして、距離の２乗に反比例するノイズの混入量を考慮して抵抗膜を配置しているため、ノイズ混入による変動を受けても、位置の誤差として現れる可能性が小さくなっている。
【００６８】
本実施の形態のノイズ源については、ディスプレイを想定しているが、これに限定するものではない。その他にノイズ源として考えられるものは、ディスプレイのバックライトや、各種制御回路を有する回路基板などである。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したことからも明らかなように、本発明は、下側の抵抗膜の解像度ｉが上側の抵抗膜の解像度ｊよりも大きくする（ｉ＞ｊ）、あるいは、上側の抵抗膜に印加される印加電圧を下側の抵抗膜に印加される印加電圧よりも大きくなるようにすることにより、上側の抵抗膜の単位印加電圧を下側の抵抗膜の単位印加電圧よりも大きくし、ノイズの影響により、下側の抵抗膜の電位値に大きな誤差が含まれていても、位置座標に演算する際に電位値に含まれる誤差を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１のタブレット装置１の構成を示す構成図である。
【図２】実施の形態１のタブレット装置１の位置座標図である。
【図３】実施の形態１のステップ１の等価回路図である。
【図４】実施の形態１のステップ２の等価回路図である。
【図５】ノイズと距離との関係を示す図（グラフ）である。
【図６】実施の形態１の単位印加電圧とノイズとの関係を示す関係図であり、（Ａ）は、抵抗膜１１と抵抗膜１２とでノイズの影響が同等であると仮定した場合、（Ｂ）は、実際のノイズの影響を受けた場合を示している。
【図７】実施の形態２のタブレット装置２の構成を示す構成図である。
【図８】実施の形態２の単位印加電圧とノイズとの関係を示す関係図であり、（Ａ）は、抵抗膜１１及び抵抗膜１２に印加される電圧が等しい場合、（Ｂ）は、抵抗膜１１に印加される電圧値を抵抗膜１２に印加される電圧値より大きくした場合である。
【図９】実施の形態３のタブレット装置３の構成を示す構成図である。
【図１０】実施の形態３の単位印加電圧とノイズとの関係を示す関係図である。
【図１１】従来のタブレット装置４の構成を示す構成図である。
【図１２】従来のタブレット装置４の構成を示す構成図である。
【符号の説明】
１ タブレット装置
１１ 抵抗膜
１２ 抵抗膜
１３Ａ 電極
１３Ｂ 電極
１５ スイッチ
１６ スイッチ
１７ スイッチ
１８ スイッチ
１９ スイッチ
２０ 直流電源
２１ ＡＤ変換器
２２ 演算装置
２３ ディスプレイ
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子機器等に設けられる抵抗膜方式のタブレット装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の情報処理機器等の電子機器等には、指圧等によってポイントされた位置を検出するためのタブレット装置を設けることが一般的となっている。
【０００３】
図１１に、抵抗膜式のタブレット装置の一例を示している。タブレット装置４は、ディスプレイ６３の上面に積層された２枚の抵抗膜５１、５２を有している。この抵抗膜５１及び５２は、タブレットの入力面となっている。ディスプレイ６３に積層される抵抗膜５２には、長手方向であるＸ方向に沿った各側縁部に電極５４Ａ及び５４Ｂがそれぞれ設けられており、また、抵抗膜５２上に積層される抵抗膜５１には、抵抗膜５２の電極５４Ａ及び５４Ｂと直交するＹ方向に沿った各側縁部に電極５３Ａ及び５３Ｂがそれぞれ設けられている。各抵抗膜５１、５２の電極５３Ａ、５３Ｂ及び電極５４Ａ、５４Ｂは、それぞれスイッチ５５及び５６と、５７及び５８とを介してそれぞれ直流電源６０に接続されている。そして、スイッチ５５及び５６をそれぞれオンにすると、抵抗膜５１の電極５３Ａ及び５３Ｂに直流電源６０の電圧が印加され、抵抗膜５１にＸ方向の電位勾配が形成される。また、スイッチ５７及び５８をそれぞれオンにすると、抵抗膜５２の電極５４Ａ及び５４Ｂに電圧が印加され、抵抗膜５２にＹ方向の電位勾配が形成される。
【０００４】
抵抗膜５１の電極５３Ａ及び抵抗膜５２の電極５４Ａは、それぞれスイッチ５９によって、各抵抗膜５１及び５２の電位値をそれぞれ測定するためのＡＤ変換器６１に選択的に接続されるようになっている。ＡＤ変換器６１は、抵抗膜５１が押圧されて抵抗膜５２と接触した押圧点の電圧を測定する。また、このＡＤ変換器６１は、ＡＤ変換器６１が測定した電位値に基づいて押圧点の位置座標を演算する演算装置６２に接続されている。
【０００５】
上記構成のタブレット装置４の動作について説明する。
【０００６】
指圧、ペン圧等により抵抗膜５１が下方に押し下げられると、抵抗膜５１と抵抗膜５２とが指圧等により押し下げられた位置において接触した状態となる。このときに、スイッチ５５及び５６をオン、スイッチ５７及び５８をオフにして、抵抗膜５１にＸ方向の電位勾配を形成する。この電位勾配は、抵抗膜５１の電極間方向（Ｘ方向）の位置に比例している。抵抗膜５２は、抵抗膜５１の押し下げられた点と接触しているので、抵抗膜５１の押圧点の電位を有している。スイッチ５９を電極５４Ａ側に選択することにより、抵抗膜５２の電位がＡＤ変換器６１によって測定され、さらに、演算装置６２はＡＤ変換器６１による測定値に基づいて、押圧点のＸ座標を演算する。同様に、スイッチ５７及び５８をオン、スイッチ５５及び５６をオフにすることにより、抵抗膜５２に直流電源６０の直流電圧が印加され、スイッチ５９を電極５３Ａ側に選択することにより、抵抗膜５１の電位がＡＤ変換器６１によって測定され、演算装置６２はＡＤ変換器６１による測定値に基づいて押圧点のＹ座標を演算する。
【０００７】
また、特開平９−２６９８６１号公報には、タブレット押下時の力の強さを表す押圧値を検出することができるタブレット装置が開示されている。
【０００８】
このタブレット装置５は、図１２に示すように、抵抗膜５２の電極５４Ａに印加される電圧の極性を切り換える一対のスイッチ５７Ａおよび５８Ａがそれぞれ接続されており、また、抵抗膜５２の電極５４Ｂに印加する電圧の極性を切り換える一対のスイッチ５７Ｂ、５８Ｂがそれぞれ接続されている。また、抵抗膜５１の電極５３Ａは抵抗６４を介して接地されている。
【０００９】
抵抗膜５１を押圧したときの押圧点の位置座標は、上記のタブレット装置４と同様に求められる。また、抵抗膜５１が押圧された場合の押圧力の値は、スイッチ５７Ａ及び５８Ｂをそれぞれオン、スイッチ５５及び５６及び５７Ｂ及び５８Ａをそれぞれオフにし、スイッチ５９を抵抗膜５１の電極５３Ａ側に選択して、ＡＤ変換器６１によって抵抗膜５１の電位を測定し、さらに、スイッチ５７Ｂ及び５８Ａをそれぞれオン、スイッチ５５及び５６と、５７Ａ及び５８Ｂとをそれぞれオフにして、スイッチ５９を抵抗膜５２の電極５４Ａ側に選択し、ＡＤ変換器６１により抵抗膜５１の電位を測定して、これら２つの測定値を演算装置６２により演算する。この場合、押圧力の値は、ノイズ源となるディスプレイ６３の影響を避けるため、ディスプレイ６３から遠方側に位置する抵抗膜５１の電位を測定することによって求めており、精度の良い押圧力値が得られる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
タブレット装置４及び５の２枚の抵抗膜５１及び５２は、通常、液晶ディスプレイやバックライト等の上部に重ねて配置される。液晶ディスプレイ等はノイズを発生し、そのノイズによる影響がディスプレイ６３上に配置された抵抗膜５１及び５２に生じる。また、抵抗膜５１及び５２は直流電源によって印加される単位印加電圧を小さく設定しており、ノイズによる影響を受けやすい状態となっている。特に、ディスプレイ６３に近い抵抗膜５２はノイズによる影響が大きい。その結果、押圧点の位置座標を求める場合や押圧力値を検出する場合に、各抵抗膜５１及び５２の電位値にノイズの影響による誤差が生ずる原因となっている。
【００１１】
特開平９−２６９８６１号公報に開示されたタブレット装置においては、上記したように、押圧力値を測定するためにノイズ源となるディスプレイ６３からの影響が少ない上側の抵抗膜５１を用いることにより、ノイズによる誤差の低減を図っている。
【００１２】
しかし、押圧点の位置座標を求める場合においては、ノイズ源となるディスプレイ５３に近い抵抗膜５２がノイズの影響を強く受け、抵抗膜５２の電位を測定した場合には、ノイズの混入が大きくなり、大きな誤差が生じることとなる。このような誤差を低減したタブレット装置は、これまで開発されていない。
【００１３】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、押圧点の位置座標を検出する場合に、ノイズによる誤差を小さく抑え、精度良く位置座標を検出することができるタブレット装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本願の請求項１に係る発明は、対向する一対の電極を有し、電子機器における画像表示面上に積層され、一方を押圧した際にその押圧点にて相互に接触する２枚の抵抗膜と、各抵抗膜にそれぞれ電圧を印加する電圧印加手段と、前記各抵抗膜の電位をそれぞれ測定する電位測定手段と、前記電位測定手段にて測定された測定値に基づいて前記押圧点の位置座標を演算する演算手段とを備えたタブレット装置において、前記２枚の抵抗膜はそれぞれ長方形の形状を有し、前記２枚の抵抗膜のうちの前記画像表示面から遠い側の長方形形状の抵抗膜の一解像度あたりの電圧が前記２枚の抵抗膜のうちの前記画像表示面から近い側の長方形形状の抵抗膜の一解像度あたりの電圧より大きくなるように、前記２枚の抵抗膜のうちの前記画像表示面から遠い側の長方形形状の抵抗膜には、その短辺の両端側から、該短辺に沿って電位勾配が形成されるよう電位を印加し、前記２枚の抵抗膜のうちの前記画像表示面から近い側の長方形形状の抵抗膜には、その長辺の両端側から、該長辺に沿って電位勾配が形成されるよう、前記遠い側の長方形形状の抵抗膜に印加する電圧と同じ電圧を印加することを特徴とするものである。
【００１５】
本願の請求項２に係る発明は、対向する一対の電極を有し、電子機器における画像表示面上に積層され、一方を押圧した際にその押圧点にて相互に接触する２枚の抵抗膜と、各抵抗膜にそれぞれ電圧を印加する電圧印加手段と、前記各抵抗膜の電位をそれぞれ測定する電位測定手段と、前記電位測定手段にて測定された測定値に基づいて前記押圧点の位置座標を演算する演算手段とを備えたタブレット装置において、前記演算手段で演算される位置座標の基準にされる、前記電位測定手段にて測定された一解像度あたりの電圧は、前記２枚の抵抗膜のうちの前記画像表示面から遠い側の抵抗膜の一解像度あたりの電圧が、前記２枚の抵抗膜のうちの前記画像表示面に近い側の抵抗膜の一解像度あたりの電圧より大きくなるよう設定されていることを特徴とするものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。
【００１９】
図１に本発明の実施の形態１のタブレット装置１の構成を示す。
【００２０】
タブレット装置１は、図１に示すように、液晶ディスプレイ２３の上面に積層された２枚の抵抗膜１１及び１２を有している。この抵抗膜１１及び１２はタブレットの入力面となる。液晶ディスプレイ２３に積層される抵抗膜１２には、Ｘ方向に沿った各側縁部に電極１４Ａ及び１４Ｂがそれぞれ設けられており、また、抵抗膜１２上に積層される抵抗膜１１には、電極１４Ａ及び１４Ｂと直交するＹ方向に沿った各側縁部に電極１３Ａ及び１３Ｂがそれぞれ設けられている。
【００２１】
各抵抗膜１１及び１２の電極１３Ａ及び１３Ｂと、電極１４Ａ及び１４Ｂとは、それぞれスイッチ１５及び１６と、１７及び１８とを介して直流電源２０に接続されている。そして、スイッチ１５及び１６をそれぞれオンにすると、抵抗膜１１の電極１３Ａ及び１３Ｂに直流電源２０の電圧が印加され、抵抗膜１１にＹ方向の電位勾配が形成される。また、スイッチ１７及び１８をそれぞれオンにすると、抵抗膜１２の電極１４Ａ及び１４Ｂに直流電源２０電圧が印加され、抵抗膜１２にＸ方向の電位勾配が形成される。
【００２２】
抵抗膜１１の電極１３Ａ及び抵抗膜１２の電極１４Ａは、それぞれスイッチ１９によって、各抵抗膜１１及び１２の電位値をそれぞれ測定するためのＡＤ変換器６１に選択的に接続されるようになっている。ＡＤ変換器２１は、抵抗膜１１または抵抗膜１２の電圧を測定する。また、このＡＤ変換器２１は、ＡＤ変換器２１が測定した電位値に基づいて押圧点の位置座標を演算する演算装置２２に接続されている。
【００２３】
２枚の抵抗膜１１及び１２はスペーサ（図示せず）によって、通常時には、各抵抗膜１１及び１２を相互に接触しないように離間しており、互いに導通していない状態になっている。しかし、入力ペンや指圧により抵抗膜５１の上面である入力面が下方に押された時には、抵抗膜１１が下方にたわみ、抵抗膜１２の上面と接触し、抵抗膜１１及び抵抗膜１２が導通した状態になる。
【００２４】
演算装置２２の出力であるタブレット押圧点の位置は、通常、図２に示すような座標空間上の２次元配列値（Ｘ、Ｙ）として得られる。この座標空間の範囲（最大値）は、タブレットの大きさ（長さ）で一意的に決まるものではなくタブレット装置を搭載したシステムが、どの程度の情報量を必要とするかで決まるものである。
【００２５】
座標空間の範囲を広くする（最大値を大きくする）と解像度が高くなり多くの情報が得られ、狭くする（最大値を小さくする）と解像度が低くなり情報量も小さくなる。
【００２６】
抵抗膜１１及び１２の平面は、指圧等による押圧点を検出するタブレットの入力面を形成している。図２（ａ）の斜線部分は、位置座標空間における入力面の範囲を示している。位置座標とは、図２（ａ）に示すように、各抵抗膜１１及び１２の平面にて構成されるタブレットの入力面を解像度を示す２次元空間とみなす。この２次元空間は、抵抗膜１２における電極１４Ａ及び１４Ｂ間の座標軸（Ｘ軸）と抵抗膜１１の電極１３Ａ及び１３Ｂ間の座標軸（Ｙ軸）の２つの座標軸を有しており、抵抗膜１２における電極１４Ａと電極１４Ｂ間のＸ軸上の解像度が、最大値をｉとして、抵抗膜１１における電極１３Ａと電極１３Ｂ間のＹ軸上の解像度が、最大値をｊとしてそれぞれ示され、入力面上の位置をこの座標軸上の解像度を用いた２次元配列で表している。本実施の形態のタブレット装置では、Ｘ軸とＹ軸の各座標軸方向に要求される解像度が異なっており、Ｙ軸方向に比べＸ軸方向の単位印加電圧が小さい。すなわちＹ軸座標の解像度の最大値ｊに比べＸ軸座標の解像度の最大値ｉが大きくなっている。
【００２７】
例えば、解像度３２０×２４０の場合であれば、Ｘ軸座標の解像度の最大値ｉ＝３２０であり、Ｙ軸座標の解像度の最大値ｊ＝２４０となる。
【００２８】
図２（ｂ）と（ｃ）は、解像度の最大値を簡略化して表した図である。
【００２９】
図２（ｂ）は、Ｘ軸座標の解像度の最大値１０として、Ｙ軸座標の解像度の最大値５としている。それに対して、図２（ｃ）は、Ｙ軸座標の解像度の最大値が５になっている。これにより、図２（ｂ）の方が、Ｘ軸方向の単位印加範囲が狭くなり、単位印加電圧が小さくなる。
【００３０】
ＡＤ変換器２１は、抵抗膜１１または抵抗膜１２の電位を測定し、デジタル信号に変換する。ＡＤ変換器２１によって測定された各抵抗膜の電位を表すデジタル信号は、演算装置６２に入力され、押下点の位置座標が求められる。
【００３１】
次に、抵抗膜１１が押し下げられた位置（押圧点）の位置座標を検出する動作について説明する。
【００３２】
まず、第一のステップとして、押圧点（ｘ、ｙ）のＸ軸座標を求める。この第１のステップにおいては、スイッチ１７及び１８はそれぞれオン、スイッチ１５及び１６はそれぞれオフとされ、スイッチ１９は抵抗膜１１の電極１３Ａ側に切り換えられる。スイッチ１７及び１８のオンにより、抵抗膜１２には、直流電源２０による電圧が印加される。この直流電圧の印加により、抵抗膜１２には電極間方向（Ｘ軸方向）に電位勾配が形成される。一方、スイッチ１５及び１６がオフになっていることにより、抵抗膜１１には直流電源２０からの電圧が印加されていない。この抵抗膜１１は、押圧点にて抵抗膜１２に接触しており、抵抗膜１２の押圧点における電位に等しい。スイッチ１９が抵抗膜１１の電極１３Ａ側になっており、ＡＤ変換器２１により抵抗膜１１の電位が測定される。ＡＤ変換器２１によって測定された抵抗膜１１の電位値は、演算装置２２によって、押圧点（ｘ、ｙ）のＸ座標に演算される。
【００３３】
第二のステップでは、押圧点（ｘ、ｙ）のＹ座標を求める。この第２のステップにおいては、スイッチ１５及び１６はそれぞれオン、スイッチ１７及び１８はそれぞれオフとされ、スイッチ１９は抵抗膜１２の電極１４Ａ側に切り換えられる。スイッチ１５及び１６のそれぞれのオンにより、抵抗膜１１には、直流電源２０による電圧が印加される。この直流電圧の印加により、抵抗膜１１には電極間方向（Ｙ軸方向）に電位勾配が形成される。一方、スイッチ１７及び１８がそれぞれオフになっていることにより、抵抗膜１２には電圧が印加されていない。この抵抗膜１２は、押圧点（ｘ、ｙ）において、抵抗膜１２に接触しているので、抵抗膜１２の押圧点（ｘ、ｙ）における電位に等しい。スイッチ１９が抵抗膜１２の電極１４Ａ側になっており、ＡＤ変換器２１により抵抗膜１２の電位が測定される。ＡＤ変換器２１によって測定された抵抗膜１１の電位値は、演算装置２２によって、押圧点（ｘ、ｙ）のＹ座標に演算される。
【００３４】
次に、ＡＤ変換器２１による各抵抗膜１１、１２の電位測定値の押圧点（ｘ、ｙ）の位置座標への演算について、図３、４に基づいて説明する。
【００３５】
図３は、ステップ１の等価回路図である。図３中、Ｖ２は直流電源２０の正極側電位、Ｖ１は直流電源２０の負極側電位、Ｌ１２は電極１４Ａと電極１４Ｂ間の距離、Ｌｘは電極１４Ａから押下点までの距離、Ｌ１１は電極１３Ａと電極１３Ｂ間の距離、Ｌｙは電極１３Ａから押下点までの距離、ｒは押下点における抵抗膜１１と抵抗膜１２との接触抵抗値である。
【００３６】
抵抗膜１２の抵抗値は距離に比例するため、抵抗膜１２上の各電極１４Ａ及び１４Ｂ間の抵抗値と電極１４Ａから押下点までの抵抗値との比は、それぞれの距離の比に等しい。抵抗膜１１と抵抗膜１２とは押下点で互いに接触し導通しているので、抵抗膜１１には、押下点のＸ軸方向位置に対応した電位が現れる。
【００３７】
ここで、ＡＤ変換器２１の入力抵抗は非常に大きいので、抵抗膜１２から抵抗膜１２と抵抗膜１１との接触点を通り、抵抗膜１１、電極１３Ａ、ＡＤ変換器２１に至る経路には電流が流れない。したがって、ＡＤ変換器２１に入力される電位Ｖｘは、抵抗膜１２に印加された電圧を電極１４Ａから押下点までの抵抗値の比、すなわち、距離の比で分圧した値である
（Ｌｘ／Ｌ１２）×（Ｖ２−Ｖ１）
に等しくなる。この電位ＶｘをＡＤ変換器２１でデジタル値に変換し、演算装置２２により演算することにより図２に示される２次元空間におけるＸ軸座標を得ることができる。この座標値ｘは
（Ｌｘ／Ｌ１２）×ｉ
と表される。
【００３８】
図４は、ステップ２の等価回路図である。
【００３９】
抵抗膜１１と抵抗膜１２とは押下点で接触し導通しているため、抵抗膜１２には押下点のＹ軸方向位置に対応した電位が現れる。ここで、ＡＤ変換器２１の入力抵抗は非常に大きいので、抵抗膜１１から接触点を通り、抵抗膜１２、電極１４Ａ、ＡＤ変換器２１に至る経路には電流は流れない。したがって、ＡＤ変換器２１に入力される電位Ｖｙは、抵抗膜１１に印加された電圧を電源１３Ａから押下点までの抵抗値の比、すなわち距離の比で分圧した値である
（Ｌｙ／Ｌ１１）×（Ｖ２−Ｖ１）
に等しくなる。この電位ＶｙをＡＤ変換器２１でデジタル値に変換し、演算装置２２により演算することにより図２に示される２次元空間におけるＹ軸座標ｙを得ることができる。この座標値ｙを式で表すと、
（Ｌｙ／Ｌ１１）×ｊ
となる。
【００４０】
以上の第１及び第２の２つのステップで得られたＸ軸座標とＹ軸座標とを合わせることで、タブレット入力面上における位置座標（ｘ、ｙ）を得ることができる。
【００４１】
一般的にノイズの電圧レベルは、図５に示すように、距離の２乗に反比例して減衰することが知られており、ディスプレイ２３からの距離が大きくなるにしたがいノイズの電圧値が急激に小さくなっていくことが分かっている。例えば、ディスプレイ２３から抵抗膜１２までの距離をＴ１２、ディスプレイ２３から抵抗膜１１までの距離をＴ１２とすると、抵抗膜１２に発生するノイズの電圧Ｎ１２は、抵抗膜１１に発生するノイズの電圧Ｎ１１よりも大きくなる。その結果、ＡＤ変換機２１によって測定される電位値に含まれる誤差は、Ｘ軸方向とＹ軸方向とでは、異なるレベルとなる。
【００４２】
ここで、ノイズ源となるディスプレイ２３によって、抵抗膜１１及び抵抗膜１２に同じレベルのノイズが混入すれば、図６（Ａ）に示すように、そのノイズによる電圧変動の影響は斜線で示した円の範囲で表される。すなわち、Ｙ軸方向の１単位要素分の範囲内に収まるレベルのノイズであっても、Ｘ軸方向には複数の単位要素範囲にまたがってしまい、その結果、誤差として現れることを意味している。したがって、Ｙ軸座標検出時にノイズが混入しても比較的誤差は現れ難いが、Ｘ軸座標の検出時にノイズが混入すると大きな誤差として現れてしまう。
【００４３】
しかし、実際には、上記したように、ＡＤ変換機２１によって測定される電位値に含まれる誤差は、Ｘ軸方向とＹ軸方向とでは、同じレベルとならないので、図６（Ｂ）に示すように、Ｙ軸方向に含まれる誤差がＸ軸方向に含まれる誤差よりも大きくなる。
【００４４】
本実施の形態１のタブレット装置においては、抵抗膜１１の解像度ｉを抵抗膜１２の解像度ｊよりも大きくすることにより、Ｙ軸座標の単位印加電圧（Ｖ２−Ｖ１）／ｊが、Ｘ軸座標の単位印加電圧（Ｖ２−Ｖ１）／ｉよりも大きくなっている。このため、抵抗膜１２の電位値Ｖｙに大きな誤差を含んでいても、（Ｖ２−Ｖ１）／ｊを大きく設定しているため、電位値Ｖｙ値をＹ軸座標ｙに演算する際に位置座標の誤差を小さくすることができる。
【００４５】
（実施の形態２）
図７に本発明の実施の形態２のタブレット装置の構成を示す。
【００４６】
タブレット装置２では、２枚の抵抗膜１１及び１２に、それぞれ異なる直流電源２０Ｙ及び２０Ｘが接続されている。また、抵抗膜１１及び抵抗膜１２の解像度は同じ値ｋを有している。さらに、直流電源２０Ｘによる電圧の印加により、抵抗膜１２の電極１４Ｂ側にＶ２Ｘ、電極１４Ａ側にＶ１Ｘの電位が与えられ、直流電源２０Ｙによる電圧の印加により、抵抗膜１１の電極１３Ｂ側にＶ２ＹＤ、電極１３Ａ側にＶ１Ｙの電位が与えられる。直流電源２０Ｘと直流電源２０Ｙとの印加電圧は互いに異なっており、直流電源２０Ｙの印加電圧は、直流電源２０Ｘの印加電圧よりも大きくなっている。すなわち、（Ｖ２ＹＤ−Ｖ１Ｙ）＞（Ｖ２Ｘ−Ｖ１Ｘ）となっている。
【００４７】
他の構成に関しては、実施の形態１のタブレット装置１と同じ構成を有しているので、詳しい説明は省略する。
【００４８】
抵抗膜１１が押し下げられた位置（押圧点）の位置座標（ｘ、ｙ）を検出する動作についても、押圧点のＸ座標を求めるステップ１とＹ座標を求めるステップ２とを行うことにより押圧点の位置座標を求めることができ、大略、実施の形態１のタブレット装置１と同様であるので、詳しい説明は省略する。
【００４９】
ステップ１において、抵抗膜１１、１２は押下点で接触し導通しているため、抵抗膜１１には押下点のＸ軸方向位置に対応した電位が現れ、ＡＤ変換器２１に入力される。この電位Ｖｘは、抵抗膜１２に印加された電圧を、（Ｖ２Ｘ−Ｖ１Ｘ、電極１４Ａから押下点までの距離の比を（Ｌｘ／Ｌ１２）とすると、
Ｖｘ＝（Ｌｘ／Ｌ１２）×（Ｖ２Ｘ−Ｖ１Ｘ）
となる。この電位ＶｘをＡＤ変換器２１でデジタル値に変換し、演算装置２２により演算することで押下点のＸ軸座標ｘを得ることができる。
【００５０】
同様にして、ステップ２において、ＡＤ変換器２１に入力される電位Ｖｙは、
Ｖｙ＝（Ｌｙ／Ｌ１１）×（Ｖ２ＹＤ−Ｖ１Ｙ）
となる。この電位ＶｙをＡＤ変換器２１でデジタル値に変換し、演算装置２２により演算することで押下点のＹ軸座標ｙを得ることができる。
【００５１】
以上の第１及び第２ステップで得られたＸ軸座標とＹ軸座標とを合わせることにより、タブレット入力面上における位置座標（ｘ、ｙ）を得ることができる。
【００５２】
ここで、解像度はＸ軸方向、Ｙ軸方向ともに同一の値ｋを有するので、Ｘ軸座標の１要素あたりに対応する電位値は、
（Ｖ２Ｘ−Ｖ１Ｘ）／ｋ
により表され、Ｙ軸座標の１要素あたりに対応する電位値は、
（Ｖ２ＹＤ−Ｖ１Ｙ）／ｋ
により表される。
【００５３】
ここで、負極側の電位であるＶ１Ｘ、Ｖ１Ｙは共通であり、同電位であるので、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向の１要素あたりに対応する電位値、すなわち単位印加電圧の大小関係は、印加する電圧値Ｖ２ＹＤ、Ｖ２Ｘの大小関係によって決まる。
【００５４】
図８（Ａ）は、電位Ｖ２ＹＤが電位Ｖ２Ｘと同電位であるＶ２Ｙであるとした場合の１要素あたりに対応する電位値とタブレットの位置関係を示している。横方向は抵抗膜１２の電極間方向（Ｘ軸方向）を示し、縦方向は抵抗膜１１の電極間方向（Ｙ軸方向）を示している。また、格子の１マスは、位置座標の１要素分に相当している。この場合、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向ともに単位印加電圧、長さが等しく、印加している電圧も等しいため、Ｘ軸方向とＹ軸方向の１要素は同じ大きさになっている。また、ノイズ源から混入するノイズによる電圧変動を斜線で示しているが、ディスプレイ２３に近い電源１４Ａから測定するＹ軸方向の電位に対して、Ｘ軸方向よりもノイズが混入しやすいため、Ｙ軸方向に対する変動が大きく、Ｙ軸方向は、誤差が現われるおそれが高い。
【００５５】
図８（Ｂ）は、Ｙ軸方向の印加電圧Ｖ２ＹＤがＸ軸方向の印加電圧Ｖ２Ｘより大きい場合、すなわち、Ｖ２ＹＤ＞Ｖ２Ｘという関係を有する場合を示している。この場合、１要素あたりに対応する電位値は、ディスプレイ２３に対する距離との関係からＹ軸方向側が大きくなっており、ディスプレイ２３に対する距離との関係からＹ軸方向の測定時より大きなノイズが混入しても、位置の誤差として現れる可能性が少なくなっている。
【００５６】
（実施の形態３）
図９に本発明の実施の形態３のタブレット装置３の構成を示す。
【００５７】
本実施の形態３の抵抗膜３０、３１は長方形状に形成されており、Ｘ軸方向の辺の長さｍ、Ｙ軸方向の辺の長さｎを有している。Ｘ軸方向に沿う方向が長手、すなわち、ｍ＞ｎとなっている。
【００５８】
他の構成に関しては、実施の形態１のタブレット装置１と同じ構成を有しているので、詳しい説明は省略する。
【００５９】
また、抵抗膜３０が押し下げられた位置（押圧点）の位置座標（ｘ、ｙ）を検出する動作についても、押圧点のＸ座標を求めるステップ１とＹ座標を求めるステップ２とを行うことにより押圧点の位置座標を求めることができ、大略、実施の形態１のタブレット装置１と同様であるので、詳しい説明は省略する。
【００６０】
ここで、ＡＤ変換器２１による各抵抗膜３０、３１の電位測定値と押圧値（ｘ、ｙ）の位置座標との関係について説明する。
【００６１】
ステップ１において、抵抗膜３０と抵抗膜３１とは押下点で接触し導通しているため、抵抗膜３０には、押下点のＸ軸方向位置に対応した電位Ｖｘが現われ、ＡＤ変換器２１に入力される。この電位Ｖｘは、抵抗膜３１に印加された電圧を（Ｖ２−Ｖ１）、電極３３Ａから押下点までの距離をＬｘとすると、
Ｖｘ＝（Ｌｘ／ｍ）×（Ｖ２−Ｖ１）
と表される。この電位をＡＤ変換器２１でデジタル値に変換し、演算装置２２により演算することでＸ軸座標ｘを得ることができる。
【００６２】
同様にして、ステップ２において、抵抗膜３０と抵抗膜３１とは押下点で接触し導通しているため、抵抗膜３１には押下点のＹ軸方向位置に対応した電位が現われ、ＡＤ変換器２１に入力される。この電位Ｖｙは、抵抗膜３０に印加された電圧を（Ｖ２−Ｖ１）、電極３２Ａから押下点までの距離をＬｙとすると、
Ｖｙ＝（Ｌｙ／ｎ）×（Ｖ２−Ｖ１）
で表される。この電位ＶｙをＡＤ変換器２１でデジタル値に変換し、演算装置２２により演算することにより、Ｙ軸座標ｙを得ることができる。
【００６３】
以上の第１及び第２の２つのステップで得られたＸ軸座標とＹ軸座標とを合わせることで、タブレット入力面上における位置座標を得ることができる。
【００６４】
ここで、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の単位長さ当りの解像度が互いに等しい場合、単位長さ当りの解像度をｈとすると、Ｘ軸座標の解像度は、ｈ×ｍ、Ｙ軸座標の解像度は、ｈ×ｎとなる。各抵抗膜３０及び３１の形状は長方形であるので（ｍ＞ｎ）、Ｙ軸座標の解像度ｈ×ｎに比べＸ軸座標の解像度ｈ×ｍが大きくなっている。
【００６５】
Ｘ軸座標の１要素あたりの電位値は、
（Ｖ２−Ｖ１）／（ｈ×ｍ）
となり、Ｙ軸座標の１要素あたりの電位値は
（Ｖ２−Ｖ１）／（ｈ×ｎ）
となる。
【００６６】
本実施の形態３のタブレット装置３においては、入力座標面をＸ軸方向の長さをｍとし、Ｙ軸方向の長さをｎとし、ｍ＞ｎとなるように形成しているので、Ｙ軸座標の単位印加電圧、（Ｖ２−Ｖ１）／（ｈ×ｎ）がＸ軸座標の単位印加電圧、（Ｖ２−Ｖ１）／（ｈ×ｍ）よりも大きい。このため、抵抗膜１２の電位値Ｖｙに大きな誤差を含んでいても、（Ｖ２−Ｖ１）／（ｈ×ｎ）を大きく設定していたるめ、電位値Ｖｙ値をＹ軸座標ｙに演算する際に電位値Ｖｙに含まれる誤差を小さくすることができる。
【００６７】
この状態の単位印加電圧とノイズとの関係を示す図１０において、横方向は抵抗膜３１の電極間方向であるＸ軸方向を、縦方向は抵抗膜３０の電極間方向であるＹ軸方向を表している。また、格子の１マスは、位置関係の１要素分に相当し、ノイズによる電圧変動を斜線で表示している。そして、距離の２乗に反比例するノイズの混入量を考慮して抵抗膜を配置しているため、ノイズ混入による変動を受けても、位置の誤差として現れる可能性が小さくなっている。
【００６８】
本実施の形態のノイズ源については、ディスプレイを想定しているが、これに限定するものではない。その他にノイズ源として考えられるものは、ディスプレイのバックライトや、各種制御回路を有する回路基板などである。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したことからも明らかなように、本発明は、下側の抵抗膜の解像度ｉが上側の抵抗膜の解像度ｊよりも大きくする（ｉ＞ｊ）、あるいは、上側の抵抗膜に印加される印加電圧を下側の抵抗膜に印加される印加電圧よりも大きくなるようにすることにより、上側の抵抗膜の単位印加電圧を下側の抵抗膜の単位印加電圧よりも大きくし、ノイズの影響により、下側の抵抗膜の電位値に大きな誤差が含まれていても、位置座標に演算する際に電位値に含まれる誤差を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１のタブレット装置１の構成を示す構成図である。
【図２】実施の形態１のタブレット装置１の位置座標図である。
【図３】実施の形態１のステップ１の等価回路図である。
【図４】実施の形態１のステップ２の等価回路図である。
【図５】ノイズと距離との関係を示す図（グラフ）である。
【図６】実施の形態１の単位印加電圧とノイズとの関係を示す関係図であり、（Ａ）は、抵抗膜１１と抵抗膜１２とでノイズの影響が同等であると仮定した場合、（Ｂ）は、実際のノイズの影響を受けた場合を示している。
【図７】実施の形態２のタブレット装置２の構成を示す構成図である。
【図８】実施の形態２の単位印加電圧とノイズとの関係を示す関係図であり、（Ａ）は、抵抗膜１１及び抵抗膜１２に印加される電圧が等しい場合、（Ｂ）は、抵抗膜１１に印加される電圧値を抵抗膜１２に印加される電圧値より大きくした場合である。
【図９】実施の形態３のタブレット装置３の構成を示す構成図である。
【図１０】実施の形態３の単位印加電圧とノイズとの関係を示す関係図である。
【図１１】従来のタブレット装置４の構成を示す構成図である。
【図１２】従来のタブレット装置４の構成を示す構成図である。
【符号の説明】
１ タブレット装置
１１ 抵抗膜
１２ 抵抗膜
１３Ａ 電極
１３Ｂ 電極
１５ スイッチ
１６ スイッチ
１７ スイッチ
１８ スイッチ
１９ スイッチ
２０ 直流電源
２１ ＡＤ変換器
２２ 演算装置
２３ ディスプレイ
Claims (2)
- 対向する一対の電極を有し、電子機器における画像表示面上に積層され、一方を押圧した際にその押圧点にて相互に接触する２枚の抵抗膜と、各抵抗膜にそれぞれ電圧を印加する電圧印加手段と、前記各抵抗膜の電位をそれぞれ測定する電位測定手段と、前記電位測定手段にて測定された測定値に基づいて前記押圧点の位置座標を演算する演算手段とを備えたタブレット装置において、
前記２枚の抵抗膜はそれぞれ長方形の形状を有し、
前記２枚の抵抗膜のうちの前記画像表示面から遠い側の長方形形状の抵抗膜の一解像度あたりの電圧が前記２枚の抵抗膜のうちの前記画像表示面から近い側の長方形形状の抵抗膜の一解像度あたりの電圧より大きくなるように、
前記２枚の抵抗膜のうちの前記画像表示面から遠い側の長方形形状の抵抗膜には、その短辺の両端側から、該短辺に沿って電位勾配が形成されるよう電位を印加し、
前記２枚の抵抗膜のうちの前記画像表示面から近い側の長方形形状の抵抗膜には、その長辺の両端側から、該長辺に沿って電位勾配が形成されるよう、前記遠い側の長方形形状の抵抗膜に印加する電圧と同じ電圧を印加することを特徴とするタブレット装置。 - 対向する一対の電極を有し、電子機器における画像表示面上に積層され、一方を押圧した際にその押圧点にて相互に接触する２枚の抵抗膜と、各抵抗膜にそれぞれ電圧を印加する電圧印加手段と、前記各抵抗膜の電位をそれぞれ測定する電位測定手段と、前記電位測定手段にて測定された測定値に基づいて前記押圧点の位置座標を演算する演算手段とを備えたタブレット装置において、
前記演算手段で演算される位置座標の基準にされる、前記電位測定手段にて測定された一解像度あたりの電圧は、
前記２枚の抵抗膜のうちの前記画像表示面から遠い側の抵抗膜の一解像度あたりの電圧が、前記２枚の抵抗膜のうちの前記画像表示面に近い側の抵抗膜の一解像度あたりの電圧より大きくなるよう設定されていることを特徴とするタブレット装置。
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