JPH0118451B2 - - Google Patents

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JPH0118451B2
JPH0118451B2 JP59037919A JP3791984A JPH0118451B2 JP H0118451 B2 JPH0118451 B2 JP H0118451B2 JP 59037919 A JP59037919 A JP 59037919A JP 3791984 A JP3791984 A JP 3791984A JP H0118451 B2 JPH0118451 B2 JP H0118451B2
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JP
Japan
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coordinate
resistive film
impedance
terminal
detection device
Prior art date
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JP59037919A
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JPS60181915A (ja
Inventor
Kazuo Yoshikawa
Tooru Asano
Hisashi Yamaguchi
Hideaki Takizawa
Shizuhito Ando
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Priority to ES540763A priority patent/ES8702007A1/es
Priority to DE8585301314T priority patent/DE3565732D1/de
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Priority to CA000475287A priority patent/CA1251537A/en
Priority to US06/706,224 priority patent/US4680430A/en
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Publication of JPH0118451B2 publication Critical patent/JPH0118451B2/ja
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【発明の詳細な説明】 (1) 発明の技術分野 本発明は座標入力装置に係り、特に抵抗膜を設
けた基板とそれに付加されるインピーダンスとを
有する座標検出装置に関する。
(2) 技術の背景 オフイスオートメーシヨンなどの発達により、
コンピユータに図や文字などを入力、処理するこ
とが盛んに行われている。図や文字などの入力装
置としてはキーボードが代表的であるが、そのほ
か特定のボード上で指やペンなどによつて位置を
指定し、その座標を入力することによつて図又は
文字などの入力を行なう座標入力装置がある。
(3) 従来技術と問題点 上記のような座標入力装置の一方式としては、
ボード上に多数のセンサを格子状に配置し、指や
ペンなどによつて指示し、該位置のセンサからの
信号によつてその座標を求めるという方式のもの
がある。しかし、このような方式のものは座標の
入力精度が配置されるセンサの密度によつて決定
されてしまうため、高精度の座標入力が難しいと
いう問題点があつた。
座標入力装置の他の一方式としては、入力ボー
ドとして抵抗シートを用い、抵抗シート両端より
インピーダンス接続点(指又はペンなどの接触
点)へ電流を流し、その電流比から接続点の座標
を求めるという方式がある。このような方式の原
理を第1図に示す。
材質が均一な抵抗シート1の左端子2には、電
流計測器9を介して電流8の片側の端子5が接続
される。抵抗シート1の右端子3には、電流計測
器10を介して同じく電源8の片側の端子5が接
続される。電源8の他方の端子はアース7に接地
される。電流計測器9の出力はA/D変換器11
に接続され、電流計測器10の出力はA/D変換
器12に接続される。
A/D変換器11及び12の出力は制御装置1
3に接続される。そして抵抗シート1上の任意の
位置4を片側がアース7に接地された指や指示ペ
ンなどのインピーダンス7によつて指示する。こ
れによつて抵抗シート1において左端の座標が
0、右端の座標が1であるシート上の任意の位置
4の座標x(0≦x≦1)が指示される。
このような状態で端子2と4の間の抵抗値を
Rx、端子3と4の間の抵抗値をR1-xとする。ま
た端子2から4に流れる電流をIx、端子3から4
に流れる電流をIxとする。この時、均一な材質で
できている抵抗の抵抗値は抵抗の長さに比例する
ので指示点4の座標xは、 x=Rx/(Rx+R1-x) ……(1) によつて与えられる。また抵抗値Rxによる電圧
降下と抵抗値R1-xによる電圧降下は等しいので、 RxIx=R1-xI1-x ……(2) なる関係が成立する。(1)式及び(2)式より、 X=I1-x/(Ix+I1-x) ……(3) となる。即ち、指示点4の座標xは、端子2と4
の間に流れる電流Ixと、端子3と4の間に流れる
電流I1-xが解かれば求めることができる。従つて
これらの電流Ix及びI1-xを、電流測定器9及び1
0で電圧値として検出し、A/D変換器11及び
12によつてデジタル値に変換した後、制御装置
13によつて前記(3)式を計算することによつて、
座標xをデジタル値として求めることができる。
このような従来方式によれば抵抗シート1上の
任意の位置の座標x(左端の座標を0、右端の座
標を1としてその間の値)を、デジタル値として
求めることができる。しかし、電流を計測するた
めの電流計測器9及び10として電流を電圧に変
換するためのオペアンプなどが必要であり、また
xの値を精度良く求めるために量子化精度の高い
A/D変換器11及び12が必要であり、それに
よつて回路が複雑になり、コストが高くつくとい
う問題点があつた。
(4) 発明の目的 本発明は上記問題点を除くために、前記抵抗シ
ート上の座標を検出するための電気回路を簡略化
できるコストの安い座標検出装置を提供すること
を目的とする。
(5) 発明の構成 そして上記目的は本発明によれば、基板上に抵
抗膜を配置した座標入力パネルと、該抵抗膜上の
一点を指示する座標指示手段と、前記抵抗膜の両
端に接続され、該両端の電位を一定の関係に保つ
バツフア回路と、前記抵抗膜の一端に接続され、
該一端と前記座標指示手段のアースとの間のイン
ピーダンスを検出する検出手段と、該検出手段の
出力値を用いて前記座標指示手段によつて指示さ
れた前記抵抗膜上の座標位置を計算する演算手段
とを有することを特徴とする座標検出装置を提供
することによつて達成される。
(6) 発明の実施例 以下本発明の実施例について詳細に説明を行な
う。
第2図は本発明の原理を説明するための図であ
る。
抵抗シート1は第1図で説明した従来例の場合
と同じものであり、片側がアース17に接地され
たインピーダンスZp(指や指示ペンに相当)によ
つて指示点4を指示し、その座標xを検出する。
この場合も抵抗シート1の左端子2の座標が0、
右端子3の座標が1であり、指示点4の座標xは
0≦x≦1の値をとる。本発明が従来例と異なる
点は、抵抗シート1の両端子は従来例のように電
源に接続されているのではないという点である。
その代りに端子14が端子2に接続されると共に
オペアンプ15を介して端子3に接続されてい
る。即ち端子14はオペアンプ15の非反転入力
に接続続され、オペアンプ15の出力は端子3に
接続される。またオペアンプ15の出力はオペア
ンプ15自身の反転入力にも接続されている。
以上のような構成の回路において、オペアンプ
15はボルテージフオロアの動作をするバツフア
回路となつている。即ち本発明の特徴は抵抗シー
ト1の端子2及び3がバツフア回路によつて接続
されている点である。
このような構成によつて端子2及び3のアース
17に対する電位は等しくなり、かつオペアンプ
15の入力インピーダンスは無限大と考えること
ができるので、端子14から流れる電流には端子
3から指示点4へ流れる電流は含まれないという
特性になる。
今、端子2及び3の部分のアース17に対する
電位をV、指示点4の部分のアース17に対する
電位をVaとする。また端子2と4の間の抵抗値
及び端子3と4の間の抵抗値を第1図の場合と同
様にそれぞれRx及びR1-xとする。そして端子1
4とアース17の間のインピーダンスをZp,Rx
及びR1-xを合成した等価的なインピーダンスを
Zとする。本発明は座標xがこのインピーダンス
Zの関数になるということを利用するものであ
る。
以下、このインピーダンスZを計算してみる。
まず、インピーダンスZpに流れる電流Va/Zp
は、指示点4を介してRxに流れる電流(V−
Va)/Rxと、R1-xに流れる電流(V−Va)/
R1-xの和となる。即ち、 (V−Va)・(1/Rx+1/R1-x)=Va/Zp ……(4) となる。ところが実際にはR1-xには前記した理
由で入力側から電流が流れないと考えることがで
きるので、等価インピーダンスZに流れる電流
V/Zは、Rxに流れる電流(V−Va)/Rxに等
しくなる。すなわち、 V/Z=V−Va/Rx ……(5) となる。(4)式及び(5)式からV及びVaを消去して
Zを求めると、 Z=Rx+Zp・Rx+R1-x/Rx ……(6) となる。ここでRx+R1-xがインピーダンスZp
大きさ|Zp|に比べて充分に小さくなるように
Rx,R1-x及びZpを設定すれば、(6)式は近似的に、 Z≒Zp・Rx+R1-x/R1-x ……(7) とすることができる。ここで抵抗シート1は従来
例と同じなので前記(3)式(従来例を)変形して、 R1-x=1−x/x・Rx ……(8) となる。(8)式を(7)式に代入して等号で結びxを求
めると、 x=(1−Zp/Z) ……(9) となる。(9)式を見て分かるように、第2図のよう
な構成にすることによつて、指示点4の座標xは
端子14とアース17の間の等価インピーダンス
Zと比例の関係になつている。従つてこの等価イ
ンピーダンスZ及びインピーダンスZpの値を測定
し、(9)式を計算すれば座標xの値を計算すること
ができる。
以上本発明の原理をまとめれば、抵抗シート1
の両端子をボルテージフオロワによるバツフア回
路で接続し、抵抗シート1の抵抗値が指示点を指
示するための指や指示ペンのインピーダンスZp
大きさに比べて十分小さくなるように設定する。
そしてインピーダンスZpをあらかじめ測定してお
き、端子14とアース17の間の等価インピーダ
ンスZを適当な測定手段によつて測定する。こう
して求まつたZ及びZpを用いて(9)式を計算するこ
とによつて指示点4の座標xを検出することがで
きる。
第2図のような構成における上記インピーダン
スの具体例として、インピーダンスZpが容量であ
る場合について考えてみる。今、その容量をCp
すると、 Zp=1/jωCp ……(10) となる。ただし、jは複素量を表わす記号、ωは
容量に付加される信号の角周波数である。(10)式を
(7)式に代入し等号で結ぶと、 Z=1/jω(Cp−R/RX+R1-X) ……(11) となる。従つて端子14アース17の間の等価イ
ンピーダンスZも、 C=Cp・R/Rx+R1-x ……(12) という容量値をもつ等価的な容量になることがわ
かる。(8)式と(12)式を用いてXを求めると、 x=1−(C/Cp) ……(13) となる。以上よりインピーダンZpに容量を用いた
場合は、端子14とアース17の間の等価インピ
ーダンスも容量となり、それらの値より(13)式
から座標xを求めることができる。
次に第3図は第2図の構成において、インピー
ダンスZpとして上記のような容量Cpを用い、さら
にこの容量Cp及び端子14とアース17の間の等
価容量Cの値を測定し、(13)式より座標xを計
算する手段を備なえた本発明による座標検出装置
の実施例である。破線18で囲まれた部分の構成
は第2図の構成と同じであるので、その説明は省
略する。ただしインピーダンス16としては、大
きな容量値Cp(例えば1000pF)を有する容量ペン
を用いている。端子14はCRデイジタル発振器
19に接続され、その出力パルスは制御装置20
に接続される。そして制御装置20の出力として
座標値が取り出される。
以上のような構成において端子14とアース1
7の間の等価容量をCとする。今CRデイジタル
発振器19の出力パルスの発振周期は端子14に
接続された入力容量に正比例し、制御装置20は
その発振周期を計算するためのタイマーを有して
いる。そのようなタイマーとしては入力パルスに
比べて周波数の高いクロツクに従つて一定時間内
の入力パルスの数を計数するカウンタなどがあ
る。ここでCRデイジタル発振器19の出力パル
スの発振周期と入力容量との間の比例定数をkと
する。そして端子14からの入力容量がCpの時の
発振周期をTp,Cの時の発振周期をTとすると、
それぞれ、 Tp=k・Cp ……(14) T=k・C ……(15) なる関係がある。(14)式及び(15)式と(13)
式とから、 x=1−(T/Tp) ……(16) なる関係が導かれる。これよりまず制御装置20
によつて、CRデイジタル発振器19の入力容量
が容量ペン16による容量Cpのみの場合の発振周
期Tpをあらかじめ求めておく。そして同じく制
御装置20によつて座標xの時の容量Cの場合の
発振周期Tを求めて、(16)式を演算すれば、座
標xを求めることができ、この場合容量Cpの時の
発振周期Tpは、具体的には容量ペン16と抵抗
シート1の左端子2に接触させることによつて計
算でき、この値は制御装置20内の適当な記憶手
段に記憶させる。続けて抵抗シート1上の適当な
指示点4を指示し、その時の等価容量Cに対応す
る発振周期Tを制御装置20によつて計算し、こ
の値と先に記憶されているTpの値とから(16)
式が計算され、出力として座標xの値が出力され
る。
このような実施例において、CRデイジタル発
振器は既に安価な製品として市販されており、制
御装置20も簡単なタイマーと演算装置及びラツ
チなどの記憶装置などのみから構成できるので、
高信頼性を保つたまま全体的なコストを安くする
ことができる。
なお、上記実施例においてはインピーダンス1
6として容量ペンを用いたが、人の指でも同じよ
うな容量として用いることができるので、同様の
効果を得ることができる。これを用いて例えばコ
ンピユータなどにおけるCRTデイスプレイ装置
の一部に、本発明による抵抗シートを配置し指で
接触指示すれば、情報入力用のタツチパネルとし
て用いることもできる。この場合などでは、抵抗
シートとしては透明なものを用いると非常に使い
やすくなる。また、抵抗シートの表面と適当な絶
縁物で被覆しても指で指示すれば、その部分も容
量となるので同様の効果を得ることができる。
さらに他の実施例としては、抵抗シートの代り
にホトコンと抵抗膜などからなる光入力装置を用
い、光の入射位置による抵抗値の変化を利用すれ
ば、レーザー光射位置や偏向角などを検出するこ
とができる。これはさらにライトペンなどに応用
することができる。また、抵抗シートの代りに感
圧ゴムなどを用いれば、圧力位置なども検出する
ことがでる。
(7) 発明の効果 本発明によれば簡単なバツフア回路を付加する
ことにより、A/D変換器などの高価なアナログ
デバイスを必要とせずに、高い信頼性を有する座
標検出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の座標検出装置の構成図、第2図
は本発明による座標検出装置の原理説明図、第3
図は本発明による座標検出装置の構成図である。 1……抵抗シート、2,3……端子、4……指
示点、14……端子、15……オペアンプ、16
……インピーダンス(容量ペン)、19……CRデ
イジタル発振器、20……制御装置。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 基板上に抵抗膜を配置した座標入力パネル
    と、該抵抗膜上の一点を指示する座標指示手段
    と、前記抵抗膜の両端に接続され、該両端の電位
    を一定の関係に保つバツフア回路と、前記抵抗膜
    の一端に接続され、該一端と前記座標指示手段の
    アースとの間のインピーダンスを検出する検出手
    段と、該検出手段の出力値を用いて前記座標指示
    手段によつて指示された前記抵抗膜上の座標位置
    を計算する演算手段とを有することを特徴とする
    座標検出装置。 2 前記第1項記載の基板及び抵抗膜は透明な材
    質によつて構成されていることを特徴とする特許
    請求の範囲第1項記載の座標検出装置。 3 前記第1項記載の抵抗膜は絶縁物によつて被
    覆されていることを特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載の座標検出装置。 4 前記第3項記載の絶縁物、抵抗膜及び絶縁物
    は透明であることを特徴とする特許請求の範囲第
    3項記載の座標検出装置。 5 前記第1項記載のバツフア回路はボルテージ
    フオロア回路であることを特徴とする特許請求の
    範囲第1項記載の座標検出装置。
JP59037919A 1984-02-29 1984-02-29 座標検出装置 Granted JPS60181915A (ja)

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AU38703/85A AU552619B2 (en) 1984-02-29 1985-02-14 Co-ordinate detecting apparatus
KR1019850001176A KR900002350B1 (ko) 1984-02-29 1985-02-25 좌표 검출 장치
ES540763A ES8702007A1 (es) 1984-02-29 1985-02-27 Un aparato para detectar la coordenada de un punto en un plano
DE8585301314T DE3565732D1 (en) 1984-02-29 1985-02-27 A coordinate detecting apparatus
EP85301314A EP0155781B1 (en) 1984-02-29 1985-02-27 A coordinate detecting apparatus
CA000475287A CA1251537A (en) 1984-02-29 1985-02-27 Coordinate detecting apparatus
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JPS60181915A JPS60181915A (ja) 1985-09-17
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0731572B2 (ja) * 1986-08-22 1995-04-10 沖電気工業株式会社 座標入力装置
JPH027122A (ja) * 1988-06-27 1990-01-11 Fujitsu Ltd タッチ座標入力装置
JP2009503467A (ja) * 2005-07-27 2009-01-29 イデント テクノロジー アーゲー 特に安全システムを実施するための検出システム
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