JPH0413718Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、手書き文字や図形の入力位置の座標
を検出する座標入力装置に関するものである。

〔従来技術〕

コンピユータ端末機器や手書き文字図形通信端
末機器などには、データタブレツトやデジタイザ
などと呼ばれる手書き文字や図形などの入力位置
の座標を検出する、座標入力装置が使用されてい
る。

この種の座標入力装置には、入力座標位置をダ
イオードを使用してデジタル量子化して検出する
デイジタル方式のものと、抵抗膜が被着されてい
る二枚の抵抗シートを使用して、入力座標位置を
抵抗膜上のＸ，Ｙ座標としてアナログ的に検出す
るアナログ方式のものとがある。

前者のデイジタル方式のものは回路構成が複雑
化し、製造費用の面でも不利なので、近年は主と
して後者のアナログ方式のものが使用されてい
る。

このアナログ方式の座標入力装置には二種類の
ものがあり、二枚の抵抗シートの入力面を交流電
源駆動の電気ペンで押圧する静電結合式のもの
と、二枚の抵抗シートを指示ペンで押圧して入力
座標位置を電圧や電流で検出する接触方式のもの
とが提案されている。

従来提案されている接触方式の座標入力装置の
構成及び動作を、第３図及び第４図を使用して説
明する。

ここで、第３図は従来提案されている座標入力
装置の構成を示す一部切開平面図であり、第４図
は第３図のＡ−Ａ断面図である。

ほぼ正方形板状のポリエステルフイルムなどで
形成される第１の絶縁基板１上に、蒸着の手段で
酸化インジウムなどの薄い第１の抵抗膜２が被着
されて第１の抵抗シート３が形成されている。こ
の第１の抵抗シート３において、第１の抵抗膜２
の両端部には互いに平行に第１の集電電極４が延
長形成されている。また、第１の抵抗膜２上には
これら二つの第１の集電電極４に平行に、複数の
補助電極５が延長形成されている。

同様にして、第２の絶縁基板６上に第２の抵抗
膜７が被着されて第２の抵抗シート８が形成さ
れ、第２の抵抗シート８において第２の抵抗膜７
の両端部には互いに平行に第２の集電電極９が形
成されている。また、第２の抵抗膜７上には第２
の集電電極９に平行に、複数の補助電極１０が形
成されている。

このように形成された第１及び第２の抵抗シー
ト３及び８が、第１及び第２の集電電極４及び９
を互いに直交させて対向配設され、枠状の絶縁ス
ペーサ１１によつて周辺部を固定されている。

前記第１の抵抗シート３側において、一方の第
１の集電電極４の一端が、スイツチ１２を介して
電池１３の正極に接続され、電池１３の負極はア
ースされている。また、この一方の第１の集電電
極４の一端には、取出端子t₂が設けられている。
また、他方の第１の集電電極４の一端は、スイツ
チ１４を介してアースされている。

同様にして、前記第２の抵抗シート８側におい
て、一方の第２の集電電極９の一端がスイツチ１
２を介して電池１３の正極に接続され、電池１３
の負極はアースされている。またこの一方の第２
の集電電極９の一端には、取出端子t₃が設けられ
ている。さらに、他方の第２の集電電極９の一端
は、スイツチ１４を介してアースされている。

前述のスイツチ１２及び１４は、例えばコンピ
ユータ制御されて直流定電極Ｅを、第１及び第２
の抵抗シート３及び８の第１及び第２の集電電極
４及び９に交互に印加するように構成されてい
る。

いま、スイツチ１２を端子t₅側に切換え、スイ
ツチ１４を端子t₆側に切換えて、第１の抵抗シー
ト３に直流電圧Ｅを印加し、第２の抵抗シート８
をオープン状態にして、第２の抵抗シート８上か
ら任意の点ｐを指示ペンで加圧し、各抵抗シート
３及び８の第１及び第２の抵抗膜２及び７の点ｐ
の箇所を点接触させる。すると第１の抵抗シート
３の抵抗膜２にはｘ方向に電位勾配が生じて、第
１の抵抗膜２上の点ｐに分圧された電圧e_xが生
じ、この電圧e_xは第２の抵抗シート８の第２の集
電電極９から取出端子t₃により検出される。ここ
で点ｐの座標をｘ，ｙ、第１の抵抗シート３の両
集電電極４間の距離をＬとすると、第１の抵抗膜
２の単位面積当たりの抵抗値が均一である条件下
で次式が成り立つ。

e_x／Ｅ＝ｘ／Ｌ ……(1) 従つて、e_xを求めることによつて点ｐのｘ座標
が求まる。また、ｘ座標検出後スイツチ１２及び
１４を切換えることにより、直接電圧を第２の抵
抗シート８に切換え接続し、第１の抵抗シート３
をオープン状態にすると、前記同様の検出原理で
点ｐのｙ座標が第１の抵抗シート３の集電電極４
の電圧e_yを取出端子t₂によつて検出することがで
きる。

第１及び第２の抵抗膜２及び７上に形成される
補助電極５及び１０は、それぞれの抵抗膜上で等
電位位置を形成し、抵抗膜上の等電位線の歪みを
補正する機能を有する。

即ち、入力座標を正確に検出するためには、第
１及び第２の抵抗膜２及び７の膜厚は全面にわた
つて一定に設定し、単位面積当たりの抵抗値を、
抵抗膜上のいずれの位置でも一定に保持する必要
がある。しかしながら、現実問題としては、第１
及び第２の抵抗膜２及び７を等膜に形成すること
が難しくて、どうしても膜厚に若干のバラツキが
生じる。また、抵抗膜２及び７には製造工程途上
や使用中に傷が付いて部分的に不連続箇所が生じ
ることがある。そのため、例えば第１の抵抗シー
ト３の第１の抵抗膜２の膜厚が不均一であり、ま
た一部に不連続があると、第１の抵抗膜２上の等
電位線は、第１の集電電極４には平行でなくなる
ため、第１の抵抗膜２上の同一ｘ座標位置でも、
ｙ座標位置が異なると測定電圧値が異なることに
なつて(1)式が成立しなくなるおそれがある。

この場合に、上記の如く補助電極５及び１０が
それぞれ第１及び第２の抵抗膜２及び７上に形成
されていると、例えば前述の第１の抵抗膜２上で
の測定に際して、補助電極５が第１の抵抗膜２上
に等電位位置を強制的に設定する。従つて、補助
電極５に挟まれた第１の抵抗膜２の領域に、前述
のような膜厚不均一或いは傷の存在によつて、単
位面積当たりの抵抗値が変化することにより等電
位線の歪みが存在しても、その領域を挟む補助電
極５によつて両側に等電位位置が強制的に設定さ
れ、等電位線の歪みはこれらの等電位位置間に圧
縮される。第２の抵抗膜７上でも、同様にして補
助電極１０によつて等電位線の歪みが矯正され
る。

このようにして、膜厚不均一或いは傷の存在に
よつて生ずる抵抗膜上の等電位線の歪みは、隣接
する領域に影響を及ぼさずに圧縮され、全体的に
等電位線の直線性が大幅に改善されることにな
る。

〔考案が解決しようとする問題点〕

前述のように、従来提案されている座標入力装
置によると、補助電極を設けることによつて抵抗
膜の膜厚の不均一性や傷の存在による等電位線の
歪みを矯正して、座標入力位置の高精度の測定を
行うことができる。

しかし、従来提案されている座標入力装置で
は、集電電極に生じる電位勾配の補正を行うこと
ができないので、仮に抵抗膜の膜厚が均一であり
且つ抵抗膜上に傷が存在しないとしても、集電電
極とこれに隣接する補助電極間には、等電位線の
歪みが存在する。

即ち、第５図に示すようにAg印刷で形成され
る集電電極は、断面積ｓに比して長さが極めて
大きな形状に形成されるので、高精度の測定の実
現のためには集電電極の抵抗をも考慮に入れる必
要がある。この傾向は、座標入力装置が大型化し
て集電電極の長さが長くなる程著しいものとな
る。

第５図において、集電電極４の電池１３に接続
される一端の電位をe₁、集電電極４の他端の電位
をe₄，Agの抵抗率をρ、電池１３の電圧をＥと
すると、次式が成立する。

e₁＝Ｅ ……(2) e₄＝Ｅ−i₀・ρ・／ｓ ……(3) 但し、(3)式においてはi₀は集電電極４を流れる
電流である。

明らかに、(2)，(3)式よりe₁＞e₄であり、集電電
極４の長手方向の電位e₂，e₃を求めれば、同様に
してe₁＞e₂＞e₃＞e₄となる。このために、集電電
極４上の各電位e₁〜e₄の点からは、それぞれ異な
る電流密度の電流i₁〜i₄（i₁＞i₂＞i₃＞i₄）が抵抗膜
２に流入する。

従つて、集電電極４とこれに隣接する補助電極
５間に挟まれた抵抗膜２上の領域２Ｄの等電位線
の分布は第３図に点線で示すようになり、仮に抵
抗膜の膜厚が均一で且つ傷が抵抗膜に存在しない
としても、上記領域２Ｄでは等電位線は大きく乱
れることになる。

本考案は、前述せるような従来提案されている
座標入力装置の現状に鑑みてなされたものであ
り、その目的は集電電極に生じる電位勾配による
等電位線の乱れの影響を受けずに高精度の測定を
行うことが可能な、座標入力装置を提供すること
にある。

〔問題点を解決するための手段〕

前記せる目的を達成するために、本考案では第
１の抵抗膜の両端に互いに平行に第１の集電電極
を形成し、第２の抵抗膜の両端に互いに平行に第
２の集電電極を形成し、これら第１及び第２の集
電電極を互いに直交させて前記第１及び第２の抵
抗膜を対向配設し、前記第１及び第２の抵抗膜に
それぞれ前記第１及び第２の集電電極に平行に複
数の補助電極を形成した座標入力装置において、
前記第１及び第２の集電電極とこれに隣接して配
設される補助電極間に不使用領域を設けた構成と
した。

〔作用〕

本考案には、第１及び第２の抵抗膜に対して、
それぞれ第１及び第２の集電電極とこれに隣接す
る補助電極間に、不使用領域が設けられて集電電
極の電位勾配の影響を受ける領域の測定ができな
い構造となつている。従つて、常に集電電極の電
位勾配による等電位線の乱れの影響を受けずに、
集電電極に隣接する補助電極を基準電極として、
高精度の座標入力位置の測定を行うことが可能と
なる。

〔実施例〕

以下、本考案実施例を第１図及び第２図を使用
して、詳細に説明する。

第１図は、本考案の実施例の要部の構成を示す
一部切開平面図であり、第２図は第１図のＢ−Ｂ
断面図である。

本考案の実施例は、すでに第３図及び第４図を
用いて説明した従来提案されている座標入力装置
に対して、その周面と全周で対接する合成樹脂等
の絶縁材からなる枠体１５が配設されている。こ
の枠体１５は角形の開口部１６を有し、第２の絶
縁基板６の面上に周辺部から突出する突出部１５
ａが上記開口部１６を画成するよう一体形成さ
れ、この突出部１５ａの突出端面は第１の集電電
極４に隣接する補助電極５及び第２の集電電極９
に隣接する補助電極１０位置に一致して形成され
ている。

また、この枠体１５の突出部１５ａの第２の絶
縁基板６側の端部には、凹部１５ｂが形成されて
おり、この凹部１５ｂは第２図に示すように、第
２の絶縁基板６の面上で座標位置を指圧する指示
ペン１７の先端が、集電電極４及び９に隣接する
補助電極５及び１０の近傍位置を正確に押圧可能
な形状に形成されている。

このようにして、上記一実施例では、周縁部の
集電電極４及び９とこの集電電極４及び９に隣接
する補助電極５及び１０間の抵抗膜２及び７に不
使用領域Ｑが設けられ、この不使用領域Ｑは枠体
１５の突出部１５ａで被われた構成となつてい
る。

なお、この一実施例の他部分の構成は、すでに
第３図及び第４図を用いて説明した従来提案され
ている座標入力装置と同様なので、その重複説明
は省略する。

次に、上記一実施例の動作について説明する。

本実施例では、第１の抵抗膜２上に形成されて
いる第１の集電電極４に隣接する補助電極５と、
第２の抵抗膜７上に形成されている第２の集電電
極９に隣接する補助電極１０で囲まれる不使用領
域Ｑ以外の第２の絶縁基板６は、枠体１５の開口
部１６内に位置している。このために、開口部１
６内に位置する第２の絶縁基板６を、指示ペン１
７で押圧することにより、即ちそれぞれ第１及び
第２の集電電極４及び９に隣接する補助電極５及
び１０で囲まれる使用領域を押圧することによ
り、座標入力装置を行うことができる。

前述の補助電極５及び９で囲まれる使用領域外
は、突出部１５ａで被われているので座標入力が
行われることはなく、第１及び第２の集電電極４
及び９の電位勾配の影響を受けることなく、これ
らの集電電極に隣接する補助電極を基準にして高
精度の座標入力の測定を行うことが可能となる。

また、第１及び第２の集電電極４及び９に隣接
する補助電極５及び１０の近傍の入力も、凹部１
５ｂ内に指示ペン１７の周面が入り込むことによ
り、指示ペン１７の先端で極めて精度よく行うこ
とができる。

〔考案の効果〕

以上詳細に説明したように、本考案によると第
１及び第２の集電電極の電位勾配の影響を受けず
に、座標入力を高精度に測定可能な座標入力装置
を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本考案の一実施例を説明す
るもので、第１図は座標入力装置の要部の構成を
示す一部切開平面図、第２図は第１図のＢ−Ｂ断
面図、第３図は従来提案されている座標入力装置
の構成を示す一部切開平面図、第４図は第３図の
Ａ−Ａ断面図、第５図は座標入力装置における集
電電極の電位勾配の影響を示す説明図である。 １……第１の絶縁基板、２……第１の抵抗膜、
３……第１の抵抗シート、４……第１の集電電
極、５……補助電極、６……第２の絶縁基板、７
……第２の抵抗膜、８……第２の抵抗シート、９
……第２の集電電極、１０……補助電極、１１…
…絶縁スペーサ、１２……スイツチ、１３……電
池、１４……スイツチ、１５……枠体、１５ａ…
…突出部、１５ｂ……凹部、Ｑ……不使用領域。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 第１の抵抗膜の両端に互いに平行に第１の集電
   電極を形成し、第２の抵抗膜の両端に互いに平行
   に第２の集電電極を形成し、これら第１及び第２
   の集電電極を互いに直交させて前記第１及び第２
   の抵抗膜を対向配置し、前記第１及び第２の抵抗
   膜にそれぞれ前記第１及び第２の集電電極に平行
   に複数の補助電極を形成した座標入力装置におい
   て、前記第１及び第２の集電電極とこれに隣接し
   て配設される補助電極間に不使用領域を設けたこ
   とを特徴とする座標入力装置。