JPH01130215A

JPH01130215A - デイジタルコンピユータ書込みボード

Info

Publication number: JPH01130215A
Application number: JP62277679A
Authority: JP
Inventors: Ko Chin; 興陳; Tatsumasa So; 莊　達昌
Original assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI
Current assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI
Priority date: 1987-11-02
Filing date: 1987-11-02
Publication date: 1989-05-23

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明のディジタルコンピュータ書込みボードは、厚さ
約３０１１１（一般的な紙よりも更に薄〜〈）のポリフ
ッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）のような柔軟なフィルム圧
電材料の圧電特性を主に基磐にする。コンピュータに接
続された必要な検知回路。と協働するこのような材料で
構成された高分解能の独自に設計された書込みボードは
、一般的な筆記用具（鉛筆、ボールペン）で文字又はグ
ラフを書いたり描いたりして、次いで元のパターンを全
く変更しないでメモリに記憶したり、スクリーン上にデ
ィスプレイしたり、印刷したりするのに適した装置を形
成する。

コンピュータ書込みボード又はコンピュータトレーシン
グボードは、通常二つの主要な部類に分割される。即ち
一つは電子誘導タイプであり、もう一つは圧カー抵抗タ
イプである。双方とも固有の立場でコンピュータをその
処理工程において大いに簡便にするが、゛電子誘導タイ
プでは、使用者は完全な相互誘導を備えたコンピュータ
書込みボード又はトレーシングボードと組合わせて使用
するためには、独特に生成された電子信号を備えた誘導
ペン又は別の原理（光誘導又は磁気誘導）で操作される
誘導ペンを使用せねばならず、それでこのタイプのボー
ドは鉛筆、ボールペン他のような一般的な筆記用具を使
用するのには適していない。

これは不便であり、且つ高コストの操作となる。

もう一方の圧力−抵抗タイプにおいては、回路内で更に
処理をするために圧力を抵抗の変化に変換する目的で一
種の圧力−抵抗材料を使用する。信号は最初にある回路
を通して処理され、次に＾／Ｄ変換器のような機器によ
ってディジタル信号に変換される。しかしアナログ回路
は、コンピュータ又はプロセッサによって再生される文
字トレーシング又はグラフ形態に、ひずみを生じたり又
は正確さを欠くことになるエラーを生じ易い、更に、−
そのような回路はより複雑であり、より高価でもある。

上記コンピュータ書込みボード又はトレーシングボード
の固有の限界、ひずみ、エラーのような欠点を考ｊ！　
して、当発明者は改良における努力を通して、本発明の
コンピュータ書込みボードを開発することに成功した。

この場合において、本発明のディジタルコンピュータ書
込みボードは、基本的には柔軟フィルム圧電材料で構成
された高分解能の書込みフェースプレートである。該書
込みフェースプレートは便利なことに文字トレーシング
及び／又はグラフ形態に一般的な筆記用具を用いて文字
又は図形を書くのに適していて、完全にその元の形態で
再生される筆跡又はグラフ形態を獲得するという目標に
達するように、記憶しなり、スクリーン上にディスプレ
イしたり、印刷したりするために高い忠実度でコンピュ
ータメモリへの入力をする。

本発明の内容を、柔軟なフィルム圧電材料としてポリフ
ッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）を用いた具体例で説明する
。

本発明のディジタルコンピュータ書込みボードを、添付
の図面を参照しながら一つの具体例として記述する。

１に匠第１図及び第２図では、ディジタルコンピュータ書込み
ボードは主に、下位［ＰＶＤＦ圧電フィルム２ａ及び上
位ＨＰＶＤＦ圧電フィルム２ｂ、並びに絶縁フィルム３
、弾力性バッド４、保護フィルム５等の主要部品を包含
する。この中で上位層及び上位層圧電フィルムは光マス
ク技術の処理をして′あり、−方の側部に高位及び下位
サブグループ編成電極線２１ａ、２１ｂ（第３図及び第
４図に図示）の形にエツチングされた導電金属電極と、
もう一方の側部に共通の接地の役割をする導電金属電極
２２ａ、２２ｂとを備え、かくて二つのＰＶＤＦ圧電フ
ィルム電極線が対向して且つ相互に垂直に交差し、これ
らを合わせて密着するように絶縁フィルム層がその間に
挿入されている。下位層の底面縁部は弾力性パッド４に
よって支持され、一方上位層の上面縁部は保護フィルム
５で覆われ、且つプレートベース６ａ及び６ｂの間に取
付けられて、−ｍ的な筆記用具（鉛筆、ボールペン他）
でのひっかき傷を回避し得る剛性を持った保護フィルム
５上に文字や図形を書けるコンピュータ接続のディジタ
ルコンピユー書込みボードを形成するために、走査及び
検知回路と組合わせられる。下にある弾力性支持パッド
の弾力性支持による確実な圧力感知の援助で、ＰＶＤＦ
圧電フィルムの上位層及び下位層への書込み動作によっ
て作用する圧力は電圧信号を生じて、その電圧信号は、
幾つかの異なる信号点で生成された信号位置を読むため
の走査回路によって走査され、且つ次いでメモリ内に記
憶するめに検知回路によって検知される。これはフェー
スプレー１・上に残された筆跡又はグラフトレーシング
が、高い精度及び忠実度で元の形態をコンピュータ記憶
装置メモリに入力されたり、スクリーン上にディスプレ
イされたり、印刷されたりするのを可能にする高分解能
の走査及び検知回路を形成するためである。

好適具体例では、ディジタルコンピュータ言送みボード
は圧力を電圧信号に変換することを特徴とするＰＶＤＦ
圧電材料で構成されており、ＰＶＤＦは半結晶重合体の
分極性を有し、その結晶は、二つの隣接分子結合の配列
方向が反対方向であり、それらの分極性が相互に相殺さ
れる主相ａが５０％であり、一方残りの相Ｂでは分極性
方向が平行であって、分子結合に対して長さ方向で６．
９ｘｌＯ−”ｅ−ｍ（２，１Ｄ）に達する均等電子トル
クを示す、従って相Ｂの存在が圧電の主ソースを構成し
ている。

溶融押出又はふくらまし方法によって生成されたＰＶＤ
Ｆフィルムは、フィルムの厚さがｌ０ＩＪＪＩ〜フ５ｐ
ｚであ・る０元々存在した相ａを均等分極性の相すに変
換するためには、伸長、分極化その他の段階を経ねばな
らない、　ＰＶＤＦフィルムを非分極性の相ａの一つか
ら分極性の相Ｂの一つへと変換するために、温度３０℃
〜１００℃で、単軸方向又は二軸方向にＰＶＤＦフィル
ムを約四倍に伸長する１次いで相ＢのこのようなＰＶＤ
Ｆフィルムの両面は、正極及び負極として作用させるた
めに、真空蒸着めっき方法によって導電金属フィルムで
めっきされる（第５図に図示）、そのような真空蒸着め
っき方法が導電金属フィルム電極をめっきするのに使用
される理由は、そのような導電金属フィルムの粒子は微
細且つ均一であって、非常に薄く、密着性が強く、従っ
て高い圧電変換率を有するからである。噴震４方法又は
スクリーン印刷方法を使用する場合は、そのような導電
金属フィルムの得られる厚さは、比較的厚く、より粗い
粒子で、密着力も弱く、従って圧電変換率もより低い。

相Ｂの分極性のＰＶＤＦフィルムの両面を導電金属フィ
ルムでめっきした後で、それをＤＣ高圧電界下で分極化
する必要がある（第６図に図示）、２ｇ接触工程によっ
て分極化するには、その表面を導電金属フィルムでめっ
きしたＰＶＤＦフィルムを、圧電材料（部品）を構成す
るべく分極化を完全にするために、１５０℃又はそれ以
下の温度で一時間、８ＱＭＶ／ｍのＤＣ電界中の二つの
電極の間に挾む（第７図に図示）、それは圧力を電圧信
号に変換する能力がある。　ＰＶＤＦ圧電材料は、厚さ
が薄いこと、柔軟であること、並びに大きさについて制
御可能な区域を設は得ることを特徴とする。

磁器ノＰＺＴ’Ｐ　ＰＬＺＴ、高分子、ＰＶＤＦ、並び
に磁器とゴムの捏合物圧電材料のような多数の圧電体が
あるが、しかしそれを圧電コンピュータ書込みボードに
適用するためには、厚さ、柔軟さ及び堅さについて高品
質を獲得する必要がある。この意味で逍ｍし得る唯一の
材料は、柔軟フィルム圧電材料がその一つである。

分極化処理の後で、ＰＶＤＦ圧電フィルムは乾燥フィル
ム光抵抗体と共に一体にプレスされる。このような配合
物は、更に光マスク処理され、現像され、不要な金属部
分を除去するためにエツチングされる。一方残りは、上
位又は下位サブグループ中の細い電極線であり（第３図
及び第４図に図示）、両方のＰＶＤＦ圧電フィルムの間
にはインターフェースをなす絶縁フィルムを備える。同
時にこのような電ｆＩ線は上位層と下位層とに含まれて
、向い合って且つ相互に交差しており、それぞれが弾力
性パッド及び保護層と共に密着するように組合わせて設
置され、その中に締め付けられ且つプレートベースに固
定される。高分解能のディジタルコンピュータ書込みボ
ードを形成するために、電［！線を走査回路及び検知回
路をコンピュータに配線する。

ディジタルコンピュータ３込みボードの電子信？号検知回路では、第　図に示したまうなＰＶＤＦ圧電フ
圧電フィル線上電極線によって生成された電圧信号を走
査及び検知するために、サブグループコード化走査を使
用する。第−電極線からｍ続的且つ連続的に第二及び第
三電極線を通って第ｎ電極線まで華記用具を用いて一画
を形成した時で、電圧信号が単一層ＰＶＤＦ圧電フィル
ム上のＩ囲い電極線によって誘発される場合とする。筆
記用具によって幾つかの電極線に与えられた圧力が電圧
信号に変換され、該電圧信号は信号出力の信号波湿分生
成するために（第８ｂ図に図示）、連続的に走査及び検
知を交互になされる。それに加えて、両方のＰＶＤＦ圧
電フィルムの電極線を相互に垂直に交差させる（第９図
及び第１０図に図示）場合には、走査及び検知回路によ
って生成された行列走査信号が、第−行（１，１）、か
ら（１，２）、　（１，３）、・・・（１ル）まで、そ
して次いで第二性（２，１）から（２，２）、（２，３
＞、・・・（２，Ｌ）まで走査する。このように回路は
、各行を個別に最初から最後（Ｎ、Ｌ）まで走査し、順
番に逆方向に循環して繰り返す、走査位置で誘導された
電圧信号があった場合は、このように誘導された信号は
、相当する行、列上の細い電極線を通過して、走査及び
検知回路内のコンパレータアレイに伝送され（第１２図
に図示）、信号の長さに従ってディジタル信号Ｏ１１に
変換され、次いでマルチプレクサ本によって再度走査さ
れる。このように検知された信号（ＤＥＴ）、且つ（行
、列のアドレス信号に関する）走査信号のディジタル信
号は単純な論理ゲートによってｉ、＋Ｉｔｉされて、イ
ンターフェース回路又はメモリに接続される。

本注怠（コンパレータの感度は、各々の書き手の習慣的
な筆圧に適応する最適値に達するために筆圧の強さに従
って外部参照電圧を調整する役割をする。）ディジタルコンピュータ書込みボードの列、行走査及び
検知回路においては、サブグループコード化走査フレー
ムを使用する。操作原理と配線とを第１１図及び第１２
図に示す、　ＰＶＤＦ圧電フ圧電フィル線上グループ７
ｒ１極線は、幾つかの上位グループに分割され、一方操
作クロック（約４　ＭＨｚ＞の周波数は二進数カウンタ
によって分割され、その上また細い電極線グループを走
査するために、上位グループ（ｆＡｍグループ）及び下
位グループ（分散グループ）のマルチプレクサをブツシ
ュするために上位グループと下位グループとに分割され
る。

■から１マルチプレクサが上位グループの第一番目を走
査する時には、Ｊから１マルチプレクサが全下位グルー
プを走査する。しかし検知回路によって実行される論理
ゲート制御のために、第一上位グループの区域で検知さ
れた信号が有効とされて、同様に第二上位グループが走
査される時に、第二上位グループ内の信号のみが有効と
される等、最後の上位グループまで行ない、次いで循環
される。一方上位グループ及び下位グループ走査信号に
対応する二進数アドレス信号は、上位ニブルと下位ニブ
ルとに分割される。双方によって形成された完全なアド
レス信号は列及び行アドレス信号を表す。

ディジタルコンピュータ書込みボードに使用されるグル
ープによるコード化走査のフレームの長所は、コンパレ
ータ及びマルチプレクサ両方の入力端子の数を大幅に減
らすことである１例えば各列又は行は２５６の細い電極
線を有しており、それらは１６の上位グループと１６の
下位グループとに分割される。そのために走査器はコン
パレータ及びマルチプレクサに対してたった３２入力端
子のみを必要とする（上位グループに対して１６入力端
子及び下位グループに対して１６入力端子）、コード化
しないで通常の走査を使用すれば、コンパレータ及びマ
ルチプレクサ両方に対して２５Ｇの入力端子が必要であ
る。このことから、本発明で使用するようなコード化に
よる走査は、回路の複雑さを非常に効果的に低減し、且
つコストを大幅に小さくすることが分かる。

本発明のディジタルコンピュータ書込みボードに関する
上記工明に基づいて、柔軟な圧電フィルムの上位、下位
グループによる細い電極線は相互に垂直に設置され、絶
縁フィルム、弾力性パッド及び保護フィルムを結合して
、走査検知回路内のグループによって走査及び検知を実
施する。走査検知回路は、一般的な筆記用具が書いたり
描いたりするのに直接に使用できる高分解能のコンピュ
ータ書込みボードを形成して、文字トレーシング及びグ
ループ信号が元の形態で読まれ得て、全ての文字又は図
形が正確且つ忠実にメモリに記憶されたり、スクリーン
にディスプレイされたり、印刷されたりするという目的
を達する０本発明のコンピュータ書込みボードは全く新
規のものであり、高い実用性を持って設計された発明で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は一つの具体例のディジタルコンピュータ書込み
ボードの三次元縦方向図、第２図は一つの具体例の本発
明のディジタルコンピュータ書込みボードの三次元分解
図、第３図は一つの具体例のディジタルコンピュータ書
込みボードの上位層圧電フィルムの三次元図、第４図は
一つの具体例のディジタルコンピュータ書込みボードの
上位層圧電フィルムの三次元図、第５図はＰＶＤＦ圧電
フィルム蒸着めっき電極処理の図、第６図はＰＶＤＦ圧
電フィルム分極化処理の図、第７図は電圧信号ＰＶＤＦ
圧電フィルムの図、第Ｍは本発明のディジタルコンピュ
ータ書込みボードの単一層走査及び検知のための回路図
、第８ｂ図は本発明のディジタルコンピュータ書込みボ
ードの単一層走査及び検知信号の波形、第９図は本発明
のディジタルコンピュータ書込みボードの走査及び検知
回路の操作原理の説明図、第１０図は本発明のディジタ
ルコンピュータ書込みボードの完全な回路のブロック図
及び配線、第１１図は本発明のディジタルコンピュータ
書込みボードの走査フレームをコード化するサブグルー
プの配線図、第１２図は本発明のディジタルコンピュー
タの書込みボードの走査及び検知をコード化するサブグ
ループの回路図である。２ａ・・・下位ｌ　ＰＶＤＦ圧電フィルム、２ｂ・・・
上位層ＰＶＤＦ圧電フィルム、２１ａ、２１ｂ・・・電
極線、２２ａ　、　２２ｂ・・・導電金属電極、３・・
・絶縁フィルム、４・・・弾力性バッド４．５・・・−
保護フィルム、６ａ、６ｂ・・・プレートベース。図面の序口（内容に変更なし）Ｆｉｇ、１Ｆｉｇ、５Ｆｉｇ、　１２　（’ｔの１）了ト°レスコ′Ａ！レータ７レイ手続？ｉｌｌ正書（方式）昭和６３年２月２４日特許庁長官　小　Ｉ’ｌ＋　　邦　夫　殿工ＬＬ１、事件の表示　　　昭和６２年特許願第２７７６７９
号２、発明の名称　　　ディジタルコンピュータ書込み
ボード３、補正をする者事件との関係　　特許出願人名　称　　　　財同法人工業技術研究院４、代　理　人
　　　東京都新宿区新宿１丁目１番１４号　山田ビル６
、補正の対象　　　願内中、出願人の代表者の欄、図面
及び委任状７、補正の内容（１）出願人の代表者を記載した適正な願書を別紙の通
り補充する。（２）黒色で鮮明に描いた適正な図面を別紙の通り補充
する。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）柔軟な圧電フィルムの上位層及び下位層であつて
、前記柔軟な圧電フィルムの双方の層の各々の一方の表
面が接地するための導電フィルムを備えており、同時に
もう一方の表面がグループにより配列され且つ相互に垂
直に配置される複数の電極線を備えている前記上位層と
下位層と、柔軟な圧電フィルムの上位層と下位層との間
の中間面をなしており、共に相互に密着されている絶縁
フィルムと、柔軟な圧電フィルムの下位層の底面縁部に載置された弾
力性パッドと、柔軟な圧電フィルムの上位層の上面縁部で覆われた保護
フィルムとを包含するディジタルコンピュータ書込みボ
ードであって、上記配置に加えて、通常の筆記用具がそ
の上で書いたり描くのに使用できる高分解能のディジタ
ルコンピュータ書込みボードを形成するべく走査及び検
知回路が結合され、且つグループコード化によって配列
されており、このように生成された文字トレース又はグ
ラフ形態が、それが書かれ又は描かれた通りにメモリに
記憶されたり、スクリーンにディスプレイされたり、印
刷されたりできるディジタルコンピュータ書込みボード
。
（２）使用される柔軟な圧電フィルムが、ＰＶＤＦに加
えて全ての柔軟な圧電フィルム材料を包含する特許請求
の範囲第１項に記載のディジタルコンピュータ書込みボ
ード。
（３）グループ走査及び検知回路による前記コード化に
対して、グループによるコード化が幾つかの入力端子で
行なわれて、入力信号をディジタル化するためにコンパ
レータアレイを通過して、且つＩから１マルチプレクサ
及びＪから１マルチプレクサによって走査する特許請求
の範囲第１項に記載のディジタルコンピュータ書込みボ
ード。