JPH05265630A

JPH05265630A - 二次元入力装置における三次元データを得る方法及びコンピュータ装置

Info

Publication number: JPH05265630A
Application number: JP33685092A
Authority: JP
Inventors: Steven E Saunders; スティーブン・イー・ソーンダーズ
Original assignee: Apple Computer Inc
Current assignee: Apple Inc
Priority date: 1991-12-19
Filing date: 1992-11-25
Publication date: 1993-10-15
Also published as: US5262778A

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】コンピュータと表示装置とを有する表示シス
テムにＸ，ＹとＺパラメータ値を指示する信号を供給す
る方法と装置。【構成】Ｘ値、Ｙ値、Ｚ値を伴う入力信号を感知する
ユーザ起動入力手段を設ける。シート３１と３３のうち
一方のシートの一つの端子に既知の電流Ｉを印加し、両
シートの一つの端子に接地電位ＧＮＤを印加。電流Ｉと
接地電位ＧＮＤが同じシートの端子に同時に適用される
のでなければ、接地電位を他の３つの端子４３，４４，
４８のいずれにも印加できる。電圧Ｖ_１は接続点５６の
電圧、Ｖ_２は点５７の電圧である。Ｘ＝Ｖ_１／Ｖ，Ｙ＝
Ｖ_２／Ｖ，Ｚ＝（Ｖ_１−Ｖ_２）／Ｉ。Ｘ測定値（Ｖ_１／
Ｖ）は端子４４に対するものと認められる。（従って指
が端子４４に接続する縁部により近い場所を押した場
合、Ｘ値は端子４３に近い場所を指で押したときのＸ値
より小さくなる。）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はコンピュータ入力システ
ムの分野に関し、特に、コンピュータシステムの二次元
タッチ／プレス形入力装置において三次元データ入力を
得る方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】表示装置を有するコンピュータシステム
においては、ユーザーによる対話操作は通常は表示装置
に表示される情報からの視覚フィードバックに基づいて
いる。たとえば、表示装置に表示されているソフトウェ
アオプションを繰り返し選択することがユーザーに求め
られる場合もあり、あるいはユーザーはコンピュータシ
ステムに図形フォーマットのデータを入力すること（た
とえば、表示装置に画像を描示すること）を望むかもし
れない。

【０００３】コンピュータインタフェース技術の進歩の
結果、そのような対話操作を実行するためにインタフェ
ース装置として制御信号発生装置が使用されるようにな
った。装置はコンピュータ制御表示装置の画面における
カーソル又はポインタの位置と動きを制御する。そのよ
うな装置が発生する制御信号には、表示装置におけるカ
ーソルの１つの選択位置に関する座標信号がある。座標
信号は、カーソルの表示装置の現在位置から選択位置へ
の移動を制御するように表示装置の表示回路を駆動する
ために使用される。

【０００４】そのような制御信号発生装置の従来の型の
１つは一般には「マウス」と呼ばれている。マウスの１
例は、１９８４年８月発行の米国特許第４，４６４，６
５２号に記載されている。多くの場合、マウスはコンピ
ュータ表示画面におけるカーソルの位置を制御して、そ
れにより、１つのオブジェクトの上にカーソルを位置さ
せ、そのオブジェクトを１つのアクションのために、又
はある動作を実行するようにコンピュータに命令するた
めに選択することを目的として使用される。従来のもう
１つの種類の制御信号発生装置は一般には「ジョイステ
ィック」と呼ばれている。

【０００５】そのような対話操作を実行するためにそれ
らの装置を使用すると非常に有効であり、「使いやす
さ」という点でも非常にすぐれているが、そのような従
来の種類の装置に関連して欠点もあることがわかってい
る。従来の装置の欠点の１つは、従来の装置をそれぞれ
使用するときに、装置を操作するために一方の手を全て
使用しなければならないことである。ユーザーはキーボ
ード又は別の種類の入力装置での手操作を止めて、キー
ボードから手を放し、マウス又はジョイスティックを握
らなければならない。また、入力装置の握りを補助する
ためにユーザーは表示装置から目を離す必要もある。多
くの用途（たとえば、ワード処理）においては、そのよ
うな装置の操作によってユーザーの注意が表示装置から
それるので、使い勝手や効率の面で相当の損失が生じ
る。これらの装置と関連する従来のもう一つの欠点は、
ユーザーがカーソルを表示装置の所望の１点に置きたい
ときに、カーソルを表示装置の現在位置から所望の位置
へ移動させるために制御信号発生装置を操作しなければ
ならないことである。従って、装置はユーザーに対して
さほど自然でない、非一致入力経路を形成するのであ
る。

【０００６】このような問題を解決するための従来の方
法の１つは、１本の指で押すか又は触れることによって
起動できる制御信号発生装置を開発するというものであ
る。そのような装置の一例は、１９８７年９月８日発行
の米国特許第４，６９２，７５６号に記載されている。
この従来の信号発生装置は平坦なウィンドウ領域を含
み、その中に操作ノブが配置されている。ウィンドウ領
域の中で指でノブを動かすことができる。ウィンドウ領
域の中でノブを動かすことによって、ノブの位置の座標
を表わす座標制御信号が発生される。そこで、それらの
制御信号を使用して、表示装置におけるカーソルの位置
を確定するのである。

【０００７】上記の問題を克服するための従来の別の方
法は、タッチ／プレス制御信号発生装置を開発するとい
うものである。通常、この装置は表示画面のフレームに
装着される。ユーザーが指で装置の１点を押す／１点に
触れると、装置は指が触れた／押した点の位置を表わす
制御信号を発生する。そこで、制御信号は表示装置にお
けるカーソルの選択位置を確定し且つカーソルを表示装
置の選択位置に置くために使用される。タッチ／プレス
装置はコンピュータに至るより自然な一致入力経路を形
成する。

【０００８】従来の指で押す／触れる形の装置の１つの
欠点は、それらの装置が表示装置でカーソルを二次元表
示方式で移動させるように設計されているということで
ある。ところが、コンピュータグラフィックスの分野の
技術開発の結果、オブジェクトを表示装置にたとえば、
ワイヤフレーム、ソリッド及び／又は陰影つきの形態な
どの三次元表示方式で表示することが可能になった。従
って、三次元制御信号入力を可能にするタッチ／プレス
形の制御信号発生装置を開発することが望ましい。

【０００９】従来の解決方法の１つは、Ｃ．Ｆ．Ｈｅｒ
ｏｔ他の論文「Ｏｎｅ−ＰｏｉｎｔＴｏｕｃｈＩｎｐ
ｕｔｏｆＶｅｃｔｏｒＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ
ｆｏｒＣｏｍｐｕｔｅｒＤｉｓｐｌａｙｓ」（Ｃｏ
ｍｐｕｔｅｒＧｒａｐｈｉｃｓ第１２巻第３号、１９
７８年８月刊）に記載されている。その論文の中には三
次元タッチ／プレスディジタイザが開示されており、こ
の装置の場合、Ｘ−Ｙ入力は装置におけるプレス入力の
場所に対応し、Ｚ入力は装置に対し垂直な力に対応す
る。装置は２つの隣接する縁部に装着された透明ガラス
のシートを含む。装置は表示装置の画面に４つの八角形
リングによって固着される。装置は８つの半導体ひずみ
ゲージをさらに使用しており、その２つは取り付けリン
グに固着されている。装置に加わった力は全てリングに
伝達され、その結果、リングは変形し、その変形によ
り、リングに固着されているひずみゲージがたわむ。

【００１０】この三次元プレス／タッチ装置の欠点の１
つは、それらのリングの太さ、従って、その可撓性がゲ
ージの測定の感度に対して決定的な影響を及ぼすことで
ある。リングは微妙な圧力に対応するように設計されて
いるので、指の大きな圧力を精密に測定することはでき
ない。さらに、付近から発生する振動によってゲージが
トリガされてしまい、偽入力を生じるということもあ
る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的の１つ
は、二次元入力装置において三次元パラメータ情報を得
る方式を提供することである。本発明の別の目的は、ほ
ぼ平坦な圧力起動二次元入力装置において三次元パラメ
ータ情報を得る方式を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】コンピュータと、表示装
置とを有するコンピュータ制御表示システムにＸ位置、
Ｙ位置及びＺ値を示す信号を供給する方法及び装置を説
明する。Ｘ位置、Ｙ位置及びＺ値を伴う入力信号を感知
するユーザー起動入力装置を表示システム中に設ける。
Ｚ値は考えうる種類のパラメータの中の１つであれば良
い。たとえば、Ｚ値は３Ｄ空間におけるＺ位置を表わし
ていても良く、あるいは、表示画面上のＸ、Ｙ位置にお
ける二次元の線の線幅又は陰影の暗さ又は色を表わして
いても良い。入力装置は（ｉ）第１の端子及び第２の端
子を有する第１の導電性シートと、（ii）第３の端子及
び第４の端子を有する第２の導電性シートと、（iii）
第１の導電性シートと第２の導電性シートとの間に一列
に配列される複数の絶縁スペーサとを具備する。入力信
号は、入力装置の第１の導電性シートの一つの場所に圧
力を加えることにより発生する。その場所で第１のシー
トは第２のシートと接触する。第１の導電性シートにお
けるその場所は表示システムに対する入力信号のＸ位置
とＹ位置に対応する。その場所の圧力は表示システムに
対する入力信号のＺ値に対応する。第１のシートの第１
の端子に所定の電流（Ｉ）を印加し、第２のシートの第
３の端子には接地電流を印加する。第１のシートの第１
の端子の第１の電圧（Ｖ₁）と、第１のシートの第２の
端子の第２の電圧（Ｖ₂）と、第２のシートの第４の端
子の第３の電圧（Ｖ₃）とを測定することにより、Ｘ位
置、Ｙ位置及びＺ値を測定する。そのＸ位置、Ｙ位置及
びＺ値は次の式から求められる。

【００１３】Ｘ＝Ｖ₂／Ｖ₁ ，Ｙ＝Ｖ₃／Ｖ₁ ，Ｚ＝（Ｖ₂−Ｖ₃）／Ｉ

【００１４】本発明の他の目的、特徴及び利点は添付の
図面及び以下の詳細な説明から明白になるであろう。添
付の図面の各図に本発明を例示するが、それは限定的な
意味をもたない。尚、図中、同じ図中符号は同様の要素
を指示する。

【００１５】

【実施例】図１は、本発明の好ましい一実施例を具体化
したパーソナルコンピュータ１０を示す。コンピュータ
１０は本発明の感圧ビデオ表示装置１１を含む。一実施
例では、コンピュータ１０はパーソナルコンピュータで
あるが、別の実施例においてはコンピュータ１０はラッ
プトップコンピュータである。その他の実施例では、コ
ンピュータ１０は他のどのような種類のコンピュータで
あっても良い。

【００１６】図１からわかるように、コンピュータ１０
は主ハウジング１を含む。本発明の好ましい実施例で
は、主ハウジング１は射出成形プラスチック材料から形
成されている。主ハウジング１の内部には、ＣＰＵ、メ
モリ、ハードディスクドライブ及びフロッピーディスク
ドライブ、入出力回路、表示回路及び電源など、コンピ
ュータの動作に不可欠である周知の電子回路が全て設置
されている。パーソナルコンピュータに使用するための
そのような電子回路は良く知られている。そのようなコ
ンピュータの一例はカリフォルニア州Ｃｕｐｅｒｔｉｎ
ｏのＡｐｐｌｅＣｏｍｐｕｔｅｒ，Ｉｎｃ．製造による
ＭａｃｉｎｔｏｓｈＰｏｒｔａｂｌｅである。

【００１７】コンピュータ１０の主ハウジング１には感
圧表示装置１１も収納されている。感圧表示装置１１は
表示画面２０を含み、その表示画面には以下に説明する
感圧入力装置が装着されているので、表示画面２０は感
圧タッチ入力表示画面となっている。表示画面２０はそ
の関連回路と共に画面に表示情報を提示する。表示画面
２０には、画面上で自在に動くカーソルも表示される。
一実施例では、表示装置１１は陰極線管（すなわち、Ｃ
ＲＴ）モニターを含むが、別の実施例においては表示装
置１１は液晶表示（すなわち、ＬＣＤ）装置を含む。他
の実施例では、表示装置１１は他の周知のどのような表
示装置であっても良い。図１からわかるように、表示画
面２０は主ハウジング１の上部前面２１の中心にくるよ
うにフレーム２３に装着されている。表示装置１１は主
ハウジング１内部にある関連回路に結合している。

【００１８】フレーム２３の下方にはスロット１２が示
されている。このスロット１２はコンピュータ１０のフ
ロッピーディスクドライブの一部である。スロット１２
を通してフロッピーディスクをフロッピーディスクドラ
イブの中に差し込むことができる。図１には、コンピュ
ータ１０に接続するキーボード１３も示されている。キ
ーボード１３はコンピュータ１０に入力を供給する。一
実施例では、キーボード１３はキーボードの最下列に大
きく細長いスペースバーキーを含む従来の「ＱＷＥＲＴ
Ｙ」キーボードである。カーソル制御装置はどのような
種類のカーソル制御装置であっても良く、キーボードの
側方に配置されれば良い。たとえば、キーボードの右側
又は左側にカーソル制御装置を配置することができる。
別の例として、キーボードの上部にカーソル制御装置を
配置しても良い。コンピュータ１０は別個のマウス１４
を含んでいても良い。マウス１４はコンピュータ１０に
至る別の入力経路を形成するために採用される。あるい
は、マウス１４の代わりにジョイスティック、タッチタ
ブレット又は同等の機能を実行する他の何らかの手段を
使用しても良い。

【００１９】感圧入力装置は表示画面２０を覆ってい
る。一実施例では、感圧入力装置は主ハウジング１のフ
レーム２３に固着されている。この場合、入力装置は表
示画面２０に接触しておらず、画面２０からある距離を
おいて保持されている。別の実施例では、入力装置は表
示画面２０に固着されている。この場合、感圧入力装置
を表示画面２０の表面にしっかりと接触させるために、
入力装置は画面２０と同じ湾曲形状に形成されている。
感圧入力装置は、主ハウジング１の内部に配置され、入
力装置により発生される信号を受信し且つ確定する回路
（図１には示さず）を含む。感圧入力装置は圧力によっ
て起動される入力装置である。装置は点を押すことによ
り入力の場所と圧力のパラメータを受信するために使用
される。図１からわかるように、ユーザーの指でビデオ
表示装置１１の感圧入力装置を押したときに、コンピュ
ータ１０に対する入力が発生される。感圧入力装置は、
コンピュータ１０に対し即時多次元人−機械間対話を実
行する自然な一致手段を構成する。

【００２０】ユーザーが指で押すことによって起動され
ると、感圧入力装置はコンピュータ１０に対する入力の
Ｘ，Ｙ，Ｚの三次元座標制御信号を発生する。次に、そ
れらの制御信号を従来の方式で使用して表示回路を駆動
し、表示画面２０に入力の位置を表示させる。たとえ
ば、制御信号を使用して表示画面２０上のカーソルの位
置決めを三次元環境の中で制御することが可能である
し、あるいは、ビデオゲーム表示装置のエレメントの動
きを制御することもでき、その場合には、コンピュータ
システムは三次元表示としてコンピュータの表示画面に
画像を表示することができる。第１の用途については、
押して選択した選択位置へカーソルを移動させることに
なるであろう。あるいは、制御信号を使用して、電子
「書込みタブレット」により実行する制御に類似する方
式で表示画面２０に対する三次元表示の図形入力を制御
することができる。また、Ｚ値を使用してオブジェクト
の色又は線幅などの他の属性を制御することも可能であ
る。

【００２１】１本の指で操作するため、手を正規のタイ
プ打ち位置からごくわずかに動かすだけで感圧入力装置
を操作できるので、感圧入力装置はキーボードインタフ
ェースと共に使用するのにきわめて高い互換性を示す。
さらに、入力面と表示面の分離に起因する三次元位置入
力のずれは、感圧入力装置を表示画面２０の上に直接重
ねることにより回避される。

【００２２】以下に感圧入力装置を図２〜図６に関連し
てさらに詳細に説明する。図２を参照すると、ビデオ表
示装置１１の一部が示されている。図２には感圧入力装
置３０（感圧入力装置１１の一部）も示されており、こ
の装置は第１の導電性シート３１と、第２の導電性シー
ト３２と、第１の導電性シート３１と第２の導電性シー
ト３２との間に配置される、Ａｃｃｕｔｏｕｃｈ製品中
でＥｌｏｇｒａｐｈｉｃｓが使用しているもののような
複数の絶縁スペーサ（３３，３４，３５，３６及び３
７）とを含む。図２には、スペーサ３３〜３７のみを示
す。スペーサは第１の導電性シート３１と第２の導電性
シート３２とを別個に保持することを目的としており、
従って、分離手段として機能する。尚、本発明に関して
はそれらの絶縁スペーサの使用は要求されてはいない
が、たとえば、ＣＲＴ表示装置にはめ込む場合のよう
に、タッチパネル入力装置が湾曲しているときにはその
ようなスペーサは通常必要であることに注意すべきであ
る。スペーサ３３〜３７を含めて、感圧入力装置３０の
スペーサは第１の導電性シート３１と、第２の導電性シ
ート３２との間に１列に配列されている。スペーサは剛
性材料から形成される非常に小さな点の形態をとり、そ
の高さは均一である。図２は感圧入力装置と画面２０の
一部を示す。

【００２３】図２からわかるように、第２の導電性シー
ト３２は表示画面２０と接触している。この場合、感圧
入力装置３０を表示画面２０上に配置することができる
ように、第１の導電性シート３１と第２の導電性シート
３２は共に湾曲形状である。ただし、感圧入力装置３０
は必ず表示画面２０と接触しているとは限らない。たと
えば、主ハウジング１のフレーム２３（図１）に感圧入
力装置３０を取り付けることができる。第１の導電性シ
ート３１と第２の導電性シート３２は電気を導通する。
以下に、図３〜図６を参照して第１の導電性シート３１
及び第２の導電性シート３２の構造を詳細に説明する。

【００２４】また、図２からわかるように、第１の導電
性シート３１と第２の導電性シート３２は、スペーサ３
３〜３７を含む絶縁スペーサのアレイにより離した状態
に維持されている。図２は、本発明の好ましい一実施例
を示す。他の好ましい実施例では、他の分離手段を採用
しても良い。たとえば、２枚のシートを電気的にほぼ絶
縁するようにシート３１とシート３２との間の間隙を充
填するために、抵抗の大きな異方性材料を使用すること
ができる。異方性材料は、圧力が加わるとゆっくりと徐
々に減退する大きな抵抗を有する。この場合、第１のシ
ート３１を１点で第２のシート３２に押し付けると、そ
の点で指の圧力によって生じる異方性材料の圧力抵抗は
測定値の中の雑音抵抗、すなわち、誤差よりはるかに大
きくなる。そのため、圧力抵抗のはるかに正確な測定値
を得ることができる。別の例として、シート３１及び３
２の間の間隙を充填するために、絶縁スペーサと共に抵
抗の大きな異方性材料を使用できる。分離手段のもう一
つの例として、上部の導電性シートを他方の導電性シー
トから離して保持するように張力を与えて上部シートを
装着するために、装着手段を使用しても良い。

【００２５】図３は、入力装置３０の第１の導電性シー
ト３１と、第２の導電性シート３２を結合していない状
態で示す。図３では、第１の導電性シート３１及び第２
の導電性シート３２の説明を容易にするために、感圧入
力装置３０の絶縁スペーサは図示されていない。図３に
示すように、第１の導電性シート３１はその左端に電気
接点バー４１を含み、右端には電気接点バー４２を含
む。２つの電気接点バー４１及び４２はシートの抵抗と
比べてごく低い抵抗を有し、第１の導電性シート３１を
第１の端子４３と第２の端子４４にそれぞれ接続するた
めに使用される。同様に、第２の導電性シート３２は最
下部に電気接点バー４５を含み、最上部には電気接点バ
ー４６を含む。２つの電気接点バー４５及び４６はシー
トの抵抗と比べてごく低い抵抗を有し、第２の導電性シ
ート３２を第３の端子４７と第４の端子４８にそれぞれ
接続するために使用される。

【００２６】第１の導電性シート３１は弾性シートであ
り、第２の導電性シート３２は剛性シートである。一実
施例では、ユーザーが表示画面２０（図１）を見るのを
妨害しないように、２枚のシート３１及び３２は透明で
ある。ただし、シート３１及び３２を透明にすべきか否
かは重大ではない。他の実施例では、シート３１及び３
２には導電性カラーシートが使用される。現時点で好ま
しい実施例においては、第１の導電性シート３１は弾性
プラスチック材料から形成されており、その上に酸化イ
ンジウムスズの導電性被覆層が設けられている。被覆層
により、シートの導電性及び抵抗が得られる。第２の導
電性シート３２はガラス板であるか、又は別の種類の硬
質プラスチック材料から形成されている。第２の導電性
シート３２も同様に酸化インジウムスズ導電層で被覆さ
れている。第２のシート３２のこの導電層によって第２
のシート３２も導電性となり且つ抵抗を有するようにな
る。第１の導電性シート３１と第２の導電性シート３２
の被覆層は互いに対向している。このため、第１の導電
性シート３２を押圧して第２の導電性シート３２に接触
させると、２つの層は互いに接触する。

【００２７】第１の導電性シート３１と第２の導電性シ
ート３２に電流が流れるとき、２枚のシートは抵抗器と
して作用する。第１のシート３１と第２シート３２は共
にその導電層で既知の抵抗を有する。図３からわかるよ
うに、端子４３及び４４の間に電圧を印加すると、電流
はシート３１の被覆層上を接点バー４１から接点バー４
２に向かう方向に流れる。この方向をＸ方向と定義す
る。同様に、シート３２の端子４７と端子４８との間に
電圧を印加すると、電流はシート３２の被覆層上を接点
バー４５から接点バー４６に向かう方向に流れる。Ｘ方
向に対し垂直であるこの方向をＹ方向と定義する。図１
〜図３に示し、説明したシート３１及び３２の１例は、
カリフォルニア州のＥｌｏｇｒａｐｈｉｃｓ，Ｉｎｃ．
の製品ＡＣＣＵＴＯＵＣＨである。

【００２８】図４は、感圧入力装置３０の指で押してい
る部分を示す拡大図である。図４に示すように、指４０
は第１の導電性シート３１に圧力を加えながら触れてい
る。第１の導電性シート３１が弾性であるとすれば、第
１のシートは指で押した場所で第２の導電性シートに押
し付けられるので、シート３１とシート３２との間に電
気的接続が成立する。図４からわかる通り、スペーサ３
５〜３７は第１のシート３１と第２のシート３２の接触
領域３９により取り囲まれている。これは、絶縁スペー
サが剛性材料から形成されており、第１のシートに圧力
が加わっていないときには第１のシート３１と第２のシ
ート３２を分離する目的で使用されるためである。加え
て、入力装置３０の絶縁スペーサは１列に配列されてい
るので、接触領域３９は一体に接続している。２枚のシ
ートの接触領域３９の広さは指の圧力によって決まる。
指４０で第１のシート３１を強く押すと、第１のシート
３１は大きな圧力を受けるので、接触領域３９は広くな
る。従って、接触領域３９をシート３１とシート３２と
の間の単一の接触点と考えることができる。

【００２９】図５及び図６は、図１〜図４に示し且つそ
れらの図に関連して以上説明した感圧入力装置３０の等
価回路を回路図の形態で示す。図５及び図６の抵抗器５
１及び５２は第１の導電性シート３１の総抵抗を表わ
す。抵抗器５３及び５４は第２の導電性シート３２の総
抵抗を表わす。接続点５６は第１のシート３１の第２の
シート３２との接触点を表わす。接続点５７は第２のシ
ート３２の第１のシートとの接触点を表わす。抵抗器５
５はその接触点における第１のシート３１と第２のシー
ト３２との接触抵抗を表わす。抵抗器５１〜５４の値は
接触接続点５６及び５７の位置によって変わる。たとえ
ば、図１及び図３からわかるように、ユーザーが第１の
シート３１をその左側の第１の端子４３に近接する場所
で指押しすると、抵抗器５１は抵抗器５２より小さい抵
抗値をとる。また、第１のシート３１を右側の第２の端
子４４に近接する場所で指押しすれば、抵抗器５１は抵
抗器５２より大きい抵抗値をとる。抵抗器５１の抵抗値
は、シート３１の左側の第１の端子４３からユーザーが
指で押した場所（すなわち、接続点５６）までの距離に
比例する。抵抗器５２の抵抗値は接続点５６からシート
３１の右側の第２の端子までの距離に比例している。同
様に、抵抗器５３の抵抗値は第２のシート３２の最下部
の側にある第３の端子４７からユーザーが指で押した場
所（すなわち、接続点５７）までの距離に比例し、ま
た、抵抗器５４の抵抗値は、接続点５７からシート３２
の最上部の側にある第４の端子４８までの距離に比例す
る。ユーザーが指で押した場所がシート３２の最下部に
近接している場合、抵抗器５３は抵抗器５４より小さい
抵抗値をとる。ユーザーが指で押した場所がシート３２
の最上部に近接している場合には、抵抗器５３は抵抗器
５４より大きな抵抗値を有する。

【００３０】抵抗器５５は、ユーザーが指で押した場所
におけるシート３１とシート３２との間の接触領域３９
の接触抵抗を有する（図４を参照）。抵抗器５５の抵抗
値は指で押した場所における接触領域３９の広さによっ
て、すなわち、指押しの圧力によって決まる。指押しで
加わる圧力が大きければ、それにより生じる接触領域３
９は広くなるので、抵抗器５５の接触抵抗は小さくな
る。第１の導電性シート３１と第２の導電性シート３２
との間を充填するために異方性材料を採用する実施例で
は、接触抵抗は圧力が加わっている材料の抵抗である。

【００３１】図５は、感圧入力装置３０における接触領
域３９のＸ−Ｙ位置を測定する従来の方法を示す。図５
は、接触領域３９のＸ位置を測定する方法を示してい
る。図５では、第１の端子４３に既知の電位をもつ電圧
Ｖを印加し、第２の端子４４には接地電位ＧＮＤを印加
する。端子４７及び４８は開成状態のままである。ある
いは、電圧Ｖを端子４４に印加し、端子４３に接地電位
を印加することも可能である。この場合、測定値は同じ
である。電位（電圧）測定回路の一方の端子を端子４７
及び４８のいずれか一方に結合して、その端子における
電圧Ｖ_X を測定し、電位測定回路の他方の端子を接地点
に結合する。たとえば、図５に示すように、測定回路を
端子４７に結合しても良い。電位測定回路はこの技術で
は良く知られている。Ｖ_X を測定するために、たとえ
ば、電圧計を使用することができる。あらゆる電位測定
回路は、その測定の目標となる回路に影響を及ぼさない
ために開回路と等価の入力インピーダンスを有するの
で、端子４７で測定される電圧Ｖ_X は接続点５６の電圧
である（端子４７でＶ_X を測定するときに抵抗器５３及
び５５の両端で電圧降下は起こらず（抵抗器に電流は流
れない）、従って、端子４７のＶ_X は抵抗器５２の両端
の電圧降下を示す）。本発明で使用するような電位測定
回路（典型的な電圧測定手段）は高い入力インピーダン
スを有するべきであることがわかるであろう。従って、
接触領域３９のＸ位置（シート３１の接地端子に対して
測定した値）を次のように確定することができる。Ｘ＝Ｖ_X ／Ｖ（１）

【００３２】接触領域３９のＹ位置も同様の手続きによ
り確定される。再び図５を参照して説明すると、まず、
端子４７及び４８のいずれか一方に電圧Ｖを印加し、他
方の端子に接地電位ＧＮＤを印加する。この場合、端子
４７に電圧Ｖを印加し、端子４８には接地電位ＧＮＤを
印加すると仮定すると、電位測定回路の一方の端子をい
ずれか一方の端子４３又は端子４４に接続することによ
り、接続点５７の電圧Ｖ_Y を測定できる（電位測定回路
の他方の端子を接地点に結合する）。従って、接触領域
３９のＹ位置（シート３２の接地端子に対して測定した
値）を次のように確定することができる。Ｙ＝Ｖ_Y ／Ｖ（２）

【００３３】図６は、本発明に従って接触領域３９の
Ｘ，Ｙ及びＺの各位置を測定する方法の一実施例を示
す。図６の場合には、Ｘ，Ｙ及びＺの値を１回の測定動
作で確定する。しかしながら、Ｘ，Ｙ，Ｚの値を別個の
測定で確定することも考えられる。図６では、シート３
１及び３３のうち一方のシートの一つの端子に既知の
（所定の）電流Ｉを印加し、シート３１及び３２のうち
他方のシートの一つの端子に接地電位ＧＮＤを印加す
る。図６は、端子４３に電流Ｉを印加し、端子４７に接
地電位ＧＮＤを印加する一実施例を示す。しかしなが
ら、他の３つの端子４４，４７及び４８のいずれにも電
流Ｉを印加できると考えられる。同様に、電流Ｉと接地
電位ＧＮＤが同じシートの端子に同時に適用されるので
はないならば、接地電位ＧＮＤを他の３つの端子４３，
４４及び４８のいずれにも印加できる。通常、一方のシ
ートの一方の端子に電流Ｉを印加し、他方のシートの隣
接する端子に接地電位を印加する。

【００３４】端子４３に電流Ｉを印加し、端子４７に接
地電位ＧＮＤを印加するときには、端子４４及び４８は
開成状態のままである。この時点で、端子４３，４４及
び４８で測定を実行して、それらの端子の電圧を確定す
る。測定は従来の電位測定回路により実行される。たと
えば、電圧を測定するために（入力インピーダンスの高
い）電圧計を使用しても良い。端子４３で測定される電
圧はＶ、端子４４で測定される電圧はＶ₁ 、端子４８で
測定される電圧はＶ₂ である。一実施例では、測定は、
たとえば、いくつかの測定手段により１回の測定動作で
実行される。別の実施例においては、いくつかの別個の
測定で測定値を求めても良い。たとえば、３回の別々の
測定動作で測定を実行しても良い。図６からわかるよう
に、電圧Ｖ₁ は接続点５６の電圧であり、電圧Ｖ₂ は接
続点５７の電圧である。このように、接触領域３９の
Ｘ，Ｙ及びＺの値を下記の式により確定できる。

【００３５】Ｘ＝Ｖ₁ ／Ｖ（３）Ｙ＝Ｖ₂ ／Ｖ（４）Ｚ＝（Ｖ₁ −Ｖ₂）／Ｉ（５）

【００３６】図６及び式（３），（４），（５）に従っ
て確定されるＸ値，Ｙ値及びＺ値はいくつかの基準点に
対するものである。たとえば、Ｘ測定値（Ｖ₁／Ｖ）は
端子４４に対するものであると認められるであろう（従
って、指が端子４４に接続する縁部により近い場所を押
した場合、Ｘ値は端子４３に近い場所を指で押したとき
のＸ値より小さくなるであろう）。同様に、Ｙ測定値
（Ｖ₂／Ｖ）は端子４７に対するものであると認められ
るであろう（従って、指が端子４７に接続する縁部によ
り近い場所を押した場合、Ｙ値は端子４８に近い場所を
指で押したときのＹ値より小さくなるであろう）。ま
た、強く押したときには弱く押したときより小さなＺ値
が得られると考えられる。コンピュータシステムへの入
力としてＸ，Ｙ，Ｚの値を供給するに際してこれらの基
準点の位置を適正に考慮することは当業者には認められ
るであろう。Ｘ値及びＹ値は、通常、押した場所に対応
する位置値であることがわかるであろう。

【００３７】ある特定の実施例でＸ，Ｙ及びＺの値をさ
らに正確に確定するために、他の３つの端子に電流Ｉを
加え且つ接地接続される端子及び電圧を測定される端子
をそれに対応して変更しながら測定を繰り返しても良
い。その場合、追加の３つの測定値（３組のＸ，Ｙ及び
Ｚ）を図６の元来のＸ，Ｙ及びＺ測定値と合わせて平均
し、最終結果を得る。このようにして、Ｘ，Ｙ及びＺの
４つの測定値（４組のＸ，Ｙ及びＺ）をとり、それらを
平均すれば、Ｘ，Ｙ及びＺについてより正確な入力値が
得られる。以下の表は４つの異なる端子への接続を提示
すると共に、対応する接続状況について（図６の同じ基
準点に対して）Ｘ，Ｙ及びＺを求めるために要求される
計算を示している。

【００３８】表１ＧＮＤＩ及びＶＶ₁ Ｖ₂ ＸＹＺ４８４４４３４７１−Ｖ₁／Ｖ１ーＶ₂／Ｖ (Ｖ₁−Ｖ₂)／Ｉ４４４８４７４３Ｖ₂／ＶＶ₁／Ｖ (Ｖ₁−Ｖ₂)／Ｉ４３４７４８４４１−Ｖ₂／Ｖ１−Ｖ₁／Ｖ (Ｖ₁−Ｖ₂)／Ｉ

【００３９】コンピュータシステムの処理手段又は専用
の処理手段によって、本発明に従って測定した様々な電
圧からＸ，Ｙ及びＺの値を計算できることがわかるであ
ろう。

【００４０】このようにして、Ｘ位置パラメータ及びＹ
位置パラメータに加えて測定によりＺ値パラメータも得
られる。以上の明細書の中では本発明の特定の実施例を
参照しながら本発明を説明した。しかしながら、特許請
求の範囲に記載した本発明のより広い趣旨から逸脱せず
に本発明に対し様々な変形や変更を実施しうることは自
明であろう。従って、明細書及び図面は限定的な意味で
はなく、単なる例を表わすものとして考慮されるべきで
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】コンピュータシステムの感圧ビデオ表示装置を
含めて、コンピュータシステムを概略的に示す図。

【図２】第１の導電性シートと、第２の導電性シート
と、絶縁スペーサのアレイとを有する感圧入力装置を含
めて、感圧ビデオ表示装置の一部を示す横断面図。

【図３】第１の導電性シートと第２の導電性シートを結
合していない状態で示す図。

【図４】指で押した領域で第１の導電性シートが第２の
導電性シートと接触することを表わす感圧入力装置の指
押し領域の横断面図。

【図５】指押し領域のＸ位置を測定する方法の従来の一
実施例を示す図１〜図４の感圧入力装置の回路図。

【図６】指押し領域のＸ，Ｙ及びＺの値を測定する方法
の好ましい一実施例を示す図１〜図４の感圧入力装置の
回路図。

【符号の説明】

１０コンピュータ１１感圧ビデオ表示装置２０表示画面３０感圧入力装置３１第１の導電性シート３２第２の導電性シート３３，３４，３５，３６，３７絶縁スペーサ３９接触領域４０指４１，４２電気接点バー４３第１の端子４４第２の端子４５，４６電気接点バー４７第３の端子４８第４の端子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コンピュータと表示装置とを有するコン
ピュータ制御表示システムにＸ，Ｙ及びＺのパラメータ
値を指示する信号を供給する方法において、（Ａ）（i）第１の端子及び第２の端子を有する第１の
導電性シートと、（ii）第３の端子及び第４の端子を有
する第２の導電性シートと、（iii）第１の導電性シー
トと第２の導電性シートとを分離する手段とを具備し、
Ｘパラメータ、Ｙパラメータ及びＺパラメータを伴う入
力信号を感知するユーザー起動入力手段を設ける過程
と；（Ｂ）第１の導電性シートが、一つの場所で第２の導電
性シートと接触し、第１の導電性シートにおけるその場
所が表示システムに対する入力信号のＸパラメータ値に
対応し、また、第２の導電性シートにおけるその場所が
入力信号のＹパラメータ値に対応し、その場所における
圧力が表示システムに対する入力信号のＺパラメータ値
に対応するように、入力手段の第１の導線性シートのそ
の場所に圧力を加えることにより入力信号を供給する過
程と；（Ｃ）第１の導電性シートの第１の端子に所定の電流
（Ｉ）を印加し且つ第２の導電性シートの第３の端子に
接地電流を印加する過程と；（Ｄ）第１の導電性シートの第１の端子の第１の電圧
（Ｖ₁）と、第１の導電性シートの第２の端子の第２の
電圧（Ｖ₂）と、第２の導電性シートの第４の端子の第
３の電圧（Ｖ₃）とを測定することにより、Ｘパラメー
タ値、Ｙパラメータ値及びＺパラメータ値を測定する過
程とから成る方法。
【請求項２】コンピュータ制御表示装置と、ユーザー
起動入力手段とを有し、ユーザー起動入力手段は第１の
端子及び第２の端子を有する第１の導電性シートと、第
３の端子及び第４の端子を有する第２の導電性シート
と、第１の導電性シートと第２の導電性シートとを分離
するための分離手段とを含み、入力手段の第１の導電性
シートの１つの場所に圧力を加えたとき、Ｘパラメータ
情報、Ｙパラメータ情報及びＺパラメータ情報を伴う入
力を感知し、その場所で第１の導電性シートは第２の導
電性シートと接触し、第１の導電性シートにおけるその
場所は表示システムに対する入力のＸパラメータ情報及
びＹパラメータ情報に対応し、その場所における圧力は
表示システムに対する入力のＺパラメータ情報に対応す
るようなコンピュータシステムの入力手段でその場所の
Ｘパラメータ情報、Ｙパラメータ情報及びＺパラメータ
情報を測定する方法において、（ａ）入力手段の第１の導電性シートの第１の端子に所
定の電流（Ｉ）を印加し且つ第２の導電性シートの第３
の端子に接地電流を印加する過程と；（ｂ）第１の導電性シートの第１の端子の第１の電圧
（Ｖ₁）と、第１の導電性シートの第２の端子の第２の
電圧（Ｖ₂）と、第２の導電性シートの第４の端子の第
３の電圧（Ｖ₃）とを測定する過程とから成る方法。
【請求項３】コンピュータ制御表示装置を有するコン
ピュータ装置において、第１の端子及び第２の端子を有する第１の導電性シート
と、第３の端子及び第４の端子を有する第２の導電性シ
ートとを有するユーザー起動入力手段と；前記入力手段
の第１の導電性シートの１つの場所に圧力を加えたと
き、その入力手段がＸパラメータ情報、Ｙパラメータ情
報及びＺパラメータ情報を伴う入力を感知し、その場所
で第１の導電性シートが第２の導電性シートと接触し、
第１の導電性シートにおけるその接触場所が表示システ
ムに対する入力のＸパラメータ情報及びＹパラメータ情
報に対応し、その場所における接触圧力が表示システム
に対する入力のＺパラメータ情報に対応させるために前
記第１の導電性シートと第２の導電性シートとを分離す
る手段と；（ａ）入力手段の第１の導電性シートの第１の端子に所
定の電流（Ｉ）を印加する手段及び第２の導電性シート
の第３の端子に接地電流を印加する手段と；（ｂ）第１の導電性シートの第１の端子の第１の電圧
（Ｖ₁）と、第１の導電性シートの第２の端子の第２の
電圧（Ｖ₂）と、第２の導電性シートの第４の端子の第
３の電圧（Ｖ₃）とを測定する手段とを具備するコンピ
ュータ装置。