JPH0638223B2

JPH0638223B2 - グラフイツクタツチセンサ

Info

Publication number: JPH0638223B2
Application number: JP60299619A
Authority: JP
Inventors: ウイリアム・エイ・ギブソン; ジヨン・イー・タルメイジ・ジユニア
Original assignee: エログラフイツクス・インコ−ポレイテツド
Priority date: 1984-12-24
Filing date: 1985-12-24
Publication date: 1994-05-18
Anticipated expiration: 2009-05-18
Also published as: EP0186464A2; US4731508B1; JPS61182127A; DE3581907D1; US4661655B1; US4661655A; EP0186464A3; EP0186464B1; US4731508A; ATE61131T1

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、２次元システムにおける座標位置を入力し
たり決定したりする装置に関し、特に、センサ面積のす
べての部分にわたって拡大された比率でかつ高いリニア
リティでもって座標位置が決定あるいは選択され得る電
気的グラフィックのタッチセンサ及びその方法に関す
る。

［従来技術とその問題点］２次元の図形あるいは図形ではなく座標システムにおけ
るいくつかの物理的ポイントに比例した電気信号を発生
することが望まれる技術分野が数多く存在する。例え
ば、正確にグラフを組み替えるとき、他の技術データを
表示するとき、このようなデータをコンピュータに入力
するとき、あるいは、タッチセンサや同様なものにデー
タを与えるときに望まれる。この目的のために使用され
るようになった装置として電気的グラフィックセンサが
知られていて、このセンサでは、直交した電界が生じて
いて、一方の電界はＸ方向で、他方の電界はＹ方向にな
っている座標システムである。指あるいは他の物体によ
って、センサの特定の位置に接触すると、前記特定位置
のＸ及びＹ座標を表わす信号が発生するようになる。

この種の装置の直交したＸ及びＹの電界は、多種のシス
テムによって生み出されている。例えば、間隔を隔てて
配置された２枚のシート上の対向する縁に平行電極が設
けられ、一方の方向の電界は、１枚のシート上の組みに
なった電極に電位が印加されることによって、このシー
ト内に生じ、これに直交した電界は、同様な方法によ
り、２枚目のシート内に生じる。他の構成では、しかし
ながら、シートの縁に沿った種々の電極の構成とし、こ
れらの電極に適当な時間順序で電圧が印加されるように
して、直交した電界が１枚のシート内に生じる。１枚の
シートに対する一つのグループのセンサは、ダイオード
を用いている他のグループの電極とは異なって抵抗性の
電極を用いている。

１枚のみのシートによるタイプの装置では、抵抗性電極
を使用していて、シートの中央の電極によって生じる等
電位線は一般に、各々の方向に平行な直線となることが
認識されている。しかしながら、シートの隅に近づく
と、これらの等電位線は理想から外れて非平行の曲線と
なる。この屈曲即ち、わん曲は、抵抗性電極における電
力降下によって生じる。高いリニアリティの装置が所望
されても、このようなリニアリティは装置の中央付近で
達成されるだけであり、隅近傍では等電位線が屈曲する
ので装置の隅ではリニアリティが得られない。

装置のより大きい面積でのすべての場所で高いリニアリ
ティを達成するためには、多数の特殊な電極のシステム
が工夫されていて、これにより、装置のリニアリティ部
分が増大されている。例えば、１９７４年３月１９日に
Ｇ．Ｓ．Ｈurstによって開示された米国特許３，７９
８，３７０号において、シートに対する電圧を印加する
ための電極は、曲線あるいはわん曲して配置されてい
て、これによって、装置の縁に沿った抵抗性エレメント
における電圧降下が少なくとも部分的に補償されてい
る。このことは、上記記述文の中で第２図に関連して論
じられている。

同様な方法により、特殊な電極構成は、１９７８年３月
１４日Ｖ．Ｋleyによって開示された米国特許４，０７
９，１９４号、そして１９７９年１２月１１日に同発明
者によって開示された米国特許４，１７８，４８１号の
中に示され記述されている。これらの双方の特許におい
て、等電位線のわん曲を減少させて与えられたサイズの
センサの有効面積を増加させるために、特殊な電極構成
が使用されている。これらの特許の中で開示しているこ
のような構成は、しかしながら、製造するのが困難であ
り、これにより、これを達成するのは高価となった。

この一般的なタイプのセンサは、ブラウン管の形でコン
ピュータの端末のような画像表示器に被せたものとして
広く使用されている。このような表示器は、外側に向か
ってカーブした（とつ面）縁を有している。内側に向か
って広がっている電極を有した、あるいは、少なくとも
これらの表示装置上のわん曲した電界に内側方向に向け
られた電極を有した従来のセンサを使用すると、センサ
の利用可能な面積は、本来の利用可能であった面積より
もさらに少なくなる。

［発明の目的］この発明は上述した問題点をなくすためになされたもの
であり、平面上の座標を高いリニアリティで決定するこ
とのできる電気的グラフィックのセンサを提供すること
を目的とする。

［発明の構成］センサの縁に沿ったわん曲を減少することによってセン
サの表面領域の増大された部分にわたって直線性応答を
提供する抵抗性電極を有する改良された位置タッチセン
サを発見した。

この発明の第１の態様は、位置タッチセンサを提供して
いて、この位置タッチセンサは、 (ｉ)基板と； (ii)基板上面の実質的な部分に設けられそしてこの部分
を覆う一様な抵抗性コーティングと； (iii)抵抗性コーティングに直交した電界を与えるため
に、コーティングの各々の周辺に位置する抵抗性エレメ
ントであって、各々の端部は接近した抵抗性エレメント
の近接した端部に接続され、かつ抵抗性コーティングか
ら絶縁されている抵抗性エレメントと；そして (iv)コーティングの各々の周辺に沿った所定の通路に沿
って位置した多数の電極であって、コーティングに電気
的に接続され、各々の電極は抵抗性エレメントに沿った
所定の位置に電気的に接続され、そして所定の実行サイ
ズと所定の通路に沿って隣接する電極間に所定の間隔を
有した多数の電極とを備えていて；上記直交した電界が上記コーティングに印加された時、
センサの動作時における抵抗性エレメントに沿った電圧
降下を補償できるように、各々の抵抗性エレメントに沿
った電極のサイズ及び間隔が選ばれる。

各々の抵抗性エレメントに沿った所定のサイズ及び間隔
を有した電極は抵抗性エレメントに沿った電圧降下を補
償する。この補償なしでは、センサの線に沿ってわん曲
した等電位線が存在するであろう。このわん曲した領域
では、一定の応答性が得られない。この発明は都合よく
上記わん曲の大きさを減少させる。抵抗性コーティング
の表面全体にわたって実質的に直線性応答となるよう
に、都合よく上記補償が選定される。

この発明によるセンサのいくつかの特長を次に述べる。
このセンサは、このセンサ内に電界を発生させるための
手段に充当されるための最小の面積となるように製造さ
れる。このセンサはビデオ画像表示装置の画面上に使用
されてもよく、このことがセンサにとって空間の最適利
用となる。この発明によれば従来の装置で通常に生じる
わん曲を実質上、減少、あるいは排除できる１枚のシー
トによるセンサが安価に製造される。同時に、この発明
は、与えられたサイズの装置のより大きい部分にわたっ
て増大された位置正確さ（リニアリティ）を有する位置
感知装置を達成することを可能にする。このことは、与
えられた面積で一定の感度を有するためのより小さい装
置の組み立てを可能にする。

この発明の他の態様は、この発明によるセンサを利用し
たセンサの動作領域の周辺におけるわん曲した等電界を
減少させる方法を提供する。

この発明の他の態様は、基板の実質部分に設けられた定
抵抗性コーティングを有し、そして上記抵抗性コーティ
ングの近接した縁に位置する抵抗性エレメントとを有し
たタイプのタッチセンサの動作領域部の周辺における等
電位線のいかなるわん曲をも実質上排除する方法を提供
し、これによって、上記抵抗性エレメントに沿った所定
の部分を上記抵抗性コーティング上の電極に接続し、上
記抵抗性エレメントに電位を印加して、上記抵抗性コー
ティング内に電界が生じるようになっている。そして、
上記方法は、抵抗性コーティング上の上記電極を上記抵
抗性コーティングの上記縁に近接した所定の通路に沿っ
て配置し、そして、上記電位が上記抵抗性エレメントに
印加されたときに上記抵抗性エレメントに沿った電位降
下を打ち消すような電位傾度が上記電極部における上記
抵抗性コーティング内に生じるように、かつ、これによ
って、上記センサの上記動作領域の上記周辺における上
記等電位線の上記わん曲を排除するように、上記通路に
沿った上記電極の間隔及び効果的なサイズを選定する方
法を含む。

基板上の定抵抗性コーティングは、高い定抵抗率を有す
る抵抗性材料のシートを提供する。このシートは透明体
であってもよく、あるいは不透明体であってもよい。こ
のシートは公知の技術を用いて形成されてもよい。

もし、製品が不透明のセンサであるべきならば、抵抗性
のコーティングは、一般には基板上に、抵抗性インクの
膜を設けることによって、抵抗性ペイントをスプレーす
ることにより使用されてもよく、あるいはゴムやプラス
チックのような体積導電シートであってもよい。この基
板は、一般的には硬質のプラスチック、ガラス、種々の
タイプのプリント基板材料、あるいは予め張られた絶縁
層を有する金属である。更には、種々のプラスチック材
料がフレキシブルなシートの形でかつ、適当な硬質の表
面材料上に設けられた形状で用いられる。このような不
透明のユニツトでは、抵抗性コーティングあるいはシー
トは一般に、単位面積あたり約１０ないし１０，０００
オームのシート抵抗率を持たせることができ、そして装
置の位置要求精度に依存して、約２％ないし２５％の所
定の変化内で用いられる。

選択的に、基板上に抵抗性コーティングは、実質的に透
明にすることができる。このような装置のためには、抵
抗性の層は典型的には、インジウム・スズ酸化物によっ
て代表される半導電性酸化金属である。この種のコーテ
ィング及び基板は、１９８０年９月２日公開の米国特許
４，２２０，８１５号により詳細に記述されているの
で、ここでこの特許を参考のため記述する。典型的に
は、この抵抗層は、上述した不透明のセンサにおける抵
抗率と同じ範囲の抵抗率を有している。透明センサのた
めの基板は、従って、ガラスのような透明材料である。

各々の縁部におけるシートに沿って、かつ、接近して位
置しているのは実質的に定抵抗性エレメントであり、こ
のエレメントにより、このシートに電位が印加される。
この抵抗性エレメントは連続したものであってもよく、
あるいは組みに接続される分離したユニットから形成さ
れてもよい。抵抗性エレメントとシートとの実際の接触
は、各々の縁に沿った抵抗性エレメントに接続される多
数の接触電極の一つのラインによって施される。この電
極は、抵抗性コーティングの各々の周辺に沿った予め決
められた通路に沿って位置する。この予め決められた通
路は好ましい対称になっている。この通路は、例えば、
直線であってもよく、あるいは複雑なカーブであっても
よい。電極はいかなる適宜な形状であってもよい。好ま
しくは電極は方形状である。しかしながら、電極が小さ
いならば、他の形態が適している。

接触電極のサイズ及び／又は間隔は、装置の大部分の領
域にわたって、所定の程度の直線性応答することができ
るように選定される。特に、好ましい実施例において
は、他の方法では抵抗性エレメントに沿った電圧降下に
よって存在したわん曲を打ち消すことができるように、
通路に沿った効果的な電圧傾度が選定される。このこと
は多種の方法によって達成される。一つの好ましい配列
では、各々の通路における有効なサイズの電極は、通路
の各々の端部から通路の中心部に向かうにつれて大きく
なるように配置される。好ましくは、各々の所定の通路
における電極の所定の効果的なサイズは、通路の各々の
端部における約０．１５cm(０．０６インチ)から通路中
心部における約１．２７cm(０．５インチ)に増加し、上
記電極は上記通路と垂直に約０．１５cm(０．０６イン
チ)の寸法を有している。選択的に、または、さらに、
各々の通路における近接した電極間の所定の間隔を通路
の各々の端部から通路の中心部に向かうにつれて減少す
るように配置される。好ましくは、予め決められた通路
の各々における電極の中心から中心への所定の間隔は、
通路の各々の端部における約３．３０cm(１．３インチ)
から通路中心部における約２．０３cm(０．８インチ)に
減少する。各々の通路に沿った電極のサイズ及び間隔
は、電極に近接した抵抗性コーティングにおける電圧傾
度を変化させることができるように、選定される。この
配列は好ましくは、各々の通路のコーナーから中央に向
かうにつれて、抵抗性エレメントに沿って電圧降下が増
大するのと同じ位に、抵抗性コーティングにおける電圧
傾度が次第に減少するようになっている。これらの効果
（電圧傾度及び電圧降下）は、互いにバランスするよう
に作り出されるので、センサの有効部分（±０．１内あ
るいはこれ以上のリニアリティ）を限定する直線に沿っ
て、実質的に真っ直ぐな等電位が存在するようになる。
この構成によって得られた電圧傾度の違いは、電極とセ
ンサ有効部分の端部との間における部分に実質上起こ
り、位置の不正確さを生み出すには、有効部分に対する
いかなる考案も重要である。

有効な電位傾度は、有効なサイズ（有効面積に面してい
る実際の幅）と電極間の間隔との関数となっている。も
し、同サイズの電極が使用されたとき、電極の間隔は、
各々のコーナーで最大となり、縁の中央で実質上最小と
なる。組み立ての簡略のために、即ち、抵抗性エレメン
トへの接続の数を減少させるために、理想から大きくそ
れることなく、電極は中央部へ延ばすことができる。好
ましくは、コーナーに接近するにつれ電極はより短い寸
法になっていて、一方、コーナーから離れるにつれて電
極は、より長い寸法になっている。同時に、電極間の間
隔は、センサの有効面積内において、所望の電圧傾度、
そしてこれにより、所望の直線状の応答を達成できるよ
うに、選ばれる。一般には、コーナーに最も接近した場
所で間隔が最も長く、各々の側の中心線に向かって間隔
が減少している。

この基板はいかなる形態であってもよい。平面であって
もよく、例えば、通常のビデオ画像表示画面のようにカ
ーブした物体の面に適合できるように曲げられてもよ
い。この基板はいかなる周囲形態を有していてもよい。
一つの好ましい具体例では、画像表示画面上に適するよ
うに、画像表示画面の形態に適合できるような周囲を有
している。このような形態は実質上の長方形を含む。

一つの好ましい具体例では、(a)基板は、方形であり、
第１の寸法の対向する第１の一対の縁と、上記第１の一
対の縁に対して実質上直角になる第２の寸法の対向する
第２の一対の縁とを有し、(b)二組みの抵抗性エレメン
トが備えられていて、第１の一対の抵抗性エレメントの
各々は、基板の対向する第１の一対の端縁の各々に近接
して位置し、そして、第２の一対の抵抗性エレメントの
各々は、基板の対向する第２の一対の端縁の各々に近接
して位置し、抵抗性エレメントの組みの近接した端部
は、抵抗性コーティングを囲む抵抗性エレメントによる
実質上方形の配置を形成するために接続されて、そして
(c)多数の電極は、二組みの電極エレメントグループを
含み、第１の一対の電極エレメントグループの各々の電
極エレメントは、基板の対向する第１の一対の端縁の各
々に近接して位置し、そして第２の一対の電極エレメン
トグループの各々の電極エレメントは、基板の対向する
第２の一対の端縁の各々に近接して位置し、電極エレメ
ントグループの対における各々の電極エレメントは、予
め決められた通路に沿って所定の効果的なサイズを有
し、グループ内の接近した電極から所定の間隔で隔てら
れている。

センサは、多数の電極コネクタを含み、各々のコネクタ
は、電極エレメントグループ内の電極の一つを近接した
抵抗性エレメントの所定位置に電気的に接続する。

センサが長方形ならば、第１の寸法は第２の寸法よりも
長く、そして、第２の一対の各々の電極エレメントグル
ープ内よりも第１の一対の各々の電極エレメントグルー
プ内に多数の電極が存在する。センサの縁に沿って用い
られた電極の数は、一般に縁の長さに比例している。特
定したサイズ，数及び間隔は、センサ動作時における抵
抗性エレメントに沿った電圧降下を補償できるように選
定される。このように、実際の値は、センサ内に電界を
生じさせる抵抗性エレメントの特定した抵抗に依存して
いる。もし必要とされるならば、抵抗性エレメントに接
続される各々の電極のポイントを変えることにより、最
適なリニアリティの達成のために必要とする所定の電圧
がきめ細かく調整され得る。このことは、小さい電極を
正確な位置に設ける際の組み立て技術において生じるい
かなる小さい不正確さの調整にも利用され得る。

電極は真っ直ぐな通路に沿って整列されてもよい。これ
はただ一つであるが最も一般的な構成である。例えば、
前述した一般のコンピュータの画像表示器の縁に沿った
曲面に適合できるように、選択的なとつレンズ状の通路
が使用され得る。このような電極を有するとつレンズ状
の通路でもって、電極は表示器の枠部の後ろに隠され
る。拡大された直線領域を提供することができるよう
に、同一の方法でもって、電圧傾度が調整される。

実際の具体例では、この発明によるセンサは、更に、抵
抗性コーティングから一定の間隔で隔てられ、かつこの
抵抗性コーティングに近接したフレキシブルなピック・
オフシート(pick of)シートを含み、このシートは、抵
抗性コーティングに面して導電性の層を有し、導電性の
層と抵抗性コーティング間において、故意による接触を
許可するが偶発的ないし不本意な接触を防止する手段を
有している。このフレキシブルなシートは、ポリエステ
ルまたはポリカーボネイトのような硬質のプラスチック
であってもよく、あるいは弾性体であってもよい。この
ピック・オフシート上の導電性コーティングは、フレキ
シブルシートを補強できるように十分にフレキシブル性
を有している。好ましくは、上記ピック・オフシートの
導電性層と抵抗性コーティングにおける偶発的な接触を
防止する手段は、抵抗性コーティング及び／又はピック
オフシートに設けられた多数の小さい絶縁用の島を含
む。好ましい小さい絶縁用の島は米国特許４，２２０，
８１５号に記載されているようなものである。選択的
に、偶発的な接触防止用手段は、ファイバー、絶縁用ワ
イヤの他の絶縁手段を含んでもよい(例えば、米国特許
３，７９８，３７０号参照)。同時に基板上の抵抗性コー
ティングやピック・オフシート上の導電性の層は、単に
エァギャップによって分離されている。このセンサは、
好ましくは、導電性の層が抵抗性コーティング上の特定
のポイントに触れられたとき、導電性の層に発生される
上記特定ポイントの座標に対応した電気信号を受けるた
めに、ピック・オフシートの導電性の層に接続される回
路をも含む。

この発明によるセンサは、隣接する抵抗性エレメントの
端部の接合点に接続される回路手段をも含んでいて、回
路は、抵抗性コーティング内に直交した等電界を生み出
すための固有の抵抗性エレメントに対して電位を与えて
いる。

センサの各々の構成（もし使用されているならば）に対
する好ましい抵抗率の値は以下のようになる。基板上の
抵抗性コーティングは好ましくは、単位面積あたり約１
０ないし約１０，０００オームの抵抗率を有する。この
抵抗性エレメントは好ましくは１フィートあたり６ない
し６，０００オームの抵抗を有する。ある特定した具体
例では、抵抗性エレメントは１フィートあたり約１３０
オームの抵抗を有している。ピック・オブシート上の導
電性の層は好ましくは、単位面積あたり１，０００オー
ム以下、好ましくは単位面積あたり約３００オームの抵
抗率を有している。

この発明の実施例を具体例を用いて以下に説明する。

［実施例］第１図を参照すると、図示する目的のために、部品の厚
さが誇張された透明体の装置の分解図が示されている。
インジウム・スズ酸化物を含む透明体で一様な抵抗性の
表面１０は、適した基板１２上に設けられる。この基板
１２は平面であり、長方形の周囲形態を有している。

抵抗性コーティング上に隔てられているのは、接触用の
ピック・オフシートであり、このピック・オフシートは
下面側に導電性コーティング１６を有するフレキシブル
フイルム１４を含む。仕上がった装置が透明体であるべ
きならば、この導電性コーティング１６は透明体であ
る。フレキシブルフイルム１４はポリエステルを含む。
導電性コーティング１６は、フレキシブルフイルム１４
を補うことができるように十分なフレキシブル性質を有
していて、単位面積あたり約１，０００オーム以下のシ
ート抵抗率を有している。

ピック・オフシート１３における導電性コーティング１
６は、抵抗性表面１０から適宜な分離手段によって隔て
られていて、この手段によって、両者間の偶発的な接触
が生じないようにしている。しかしながら、これらの手
段は、特定のポイントに加えられる指や尖筆物等による
所定の圧力によって前記特定ポイントでの意図的な接触
を許可している。

この分離手段は、前述した米国特許4,220,815号に記述
されているように、絶縁物の多数の小さいドット状の島
１８を備えている。

抵抗性コーティング１０の各々の縁に沿って、かつこれ
らの縁から絶縁されているのは、抵抗性の層１０に電圧
を印加するための用いられる抵抗性エレメント２０であ
る。この抵抗性エレメントは、連続していて、４個の部
品２２，２４，２６及び２８から構成されている。抵抗
性エレメントの部品２２，２４，２６及び２８の各々の
接近した端部は、抵抗性コーティング１０のコーナー近
傍３０において接続される。これらのコーナーの各々
は、３２のような電気的リード線が設けられ、このリー
ド線３２を介して、この装置は、抵抗性エレメント２０
に電位を与え、そしてこの装置からの情報を処理する通
常の電気回路３４に接続される。この電気回路の構成は
当業者では公知のものである。

抵抗性コーティング１０の各々の縁に近接して、かつ、
抵抗性コーティング１０と接触状態となっている所定の
通路には、多数の電極３６が設けられる。この電極３６
に近接した抵抗性コーティング１０における電圧傾度を
変化させて、抵抗性エレメント２０に沿った電圧降下の
補償が行なえるように、各々の通路に沿った電極のサイ
ズと間隔とが選ばれる。これらの電極３６は、３８で示
すリードによって、これらの電極に対応する縁に沿った
抵抗性エレメント２０に個々に接続される。リード３８
の抵抗性エレメント２０への接続点の選択によって、各
々の電極３６に特定の電位の印加が達成され、これによ
って、抵抗性エレメント２０に沿った電位降下が所望の
方法で補償され、そしてセンサの有効な動作領域が増大
される。

等しい電極配列が抵抗性の層の対抗する縁に沿って設け
られる(第１図では図示せず)。電極配列は又、他の対向
する縁にも設けられ(第１図では図示せず)、もし、装置
が正方形であるならば、この配列は同一になる。電極３
６は、例えば適当な型をなした銀のような導電性材料を
配置することによって、抵抗性表面１０に物理的に取り
付けられる。

装置は又、電極４０を含み、この電極４０によって既述
した接触シート１３の導電性の層１６はリード４２を介
して適当な外部の回路(回路３４内におけるような)に接
続される。このピック・オフシート１３は、絶縁性の粘
着性フレーム４４により、装置の枠部に接合される。

第２図を参照すると、電極に接近するすべての動作部分
にかけて約±０．１インチの位置精度を特に達成するた
めの電極構成が示されている。このユニットは、対角線
で３３cm(１３インチ)の有効領域を生み出す。装置の内
部領域が３３cm(１３インチ)のビデオ画像表示装置の画
面上で用いられる。抵抗性コーティング１０は、この目
的に適用できるように長方形の形態を有している。具体
例においてはコーティングのシート抵抗率は、単位面積
あたり約２００オームである。抵抗性コーティング１０
の縁からは絶縁され、この縁に近接して隔てられている
のは、直径約２．３ミルのニクロム線からなる抵抗性エ
レメント２０であり、このニクロム線は、１フィートあ
たり約１３０オームの線抵抗を有している。ニクロム線
の抵抗性エレメント２０の部分は、接続部３０のよう
に、このユニットのコーナーで接続される。コーナーの
有効領域(第２図では図示せず)で適当なリニアリティを
得るために、コーナーに最も近接したエレメントの抵抗
値は調整できるようになっている。この抵抗性エレメン
ト２０は、セグメント２２，２４，２６そして２８から
なっている。抵抗性コーティング１０に設けられたの
は、ユニットの辺の中心線に対して対称となるような位
置と寸法とを有する多数の電極３６である。これらの電
極の各々は、リード３８でもって抵抗性エレメント２０
の適したセグメント(例えばセグメント２２)に接続され
る。この具体例では、４個のサイズ(長さ)の電極が用い
られている。これらの電極は、図中、a,b,c及びdで示さ
れている。しかしながら、上述したように、所定の一様
な長さの電極を使用することができ、長い電極を用いる
ことにより、ほぼ同様な結果を得るとともに、抵抗性エ
レメント２０への接続の数を減少させる。これらの特定
の電極の寸法及びおおよその間隔が次の表に示されてい
る。更にこの表において、各々の電極を抵抗性エレメン
ト２０に接続するリード間の近似の間隔が示されてい
る。

表電極長さ電極長さ a＝0.15cm(0.06インチ) k＝9.65cm(3.8 インチ) b＝0.25cm(0.1 インチ) m＝1.27cm(0.5 インチ) c＝0.25cm(0.1 インチ) n＝2.54cm(1.0 インチ) d＝1.27cm(0.5 インチ) o＝3.16cm(1.25インチ) e＝0.15cm(0.06インチ) p＝2.03cm(0.8 インチ) f＝0.15cm(0.06インチ) q＝4.19cm(1.65インチ) g＝0.15cm(0.06インチ) r＝6.99cm(2.75インチ) h＝1.14cm(0.45インチ) s＝12.7cm(5.0 インチ) i＝3.30cm(1.3 インチ) t＝2.29cm(0.9 インチ) j＝6.35cm(2.5 インチ) u＝3.05cm(1.2 インチ) 上述と同一電極形態を用いて構成されたタッチセンサ
を、位置の正確さ(リニアリティ)を決定するために試験
した。一般に第１図で示したように組み立てられた。接
触用のピック・オフシートの半電層１６は、この特定し
た具体例の場合、単位面積あたり３００オームの抵抗率
を有する。仕上がったセンサは、電極に接近した能動領
域とともに、センサの有効部分あるいは利用部分の全体
にわたって、およそ±０．１インチの位置精度を有して
いる。この結果、既述した米国特許３，７９８，３７０
号に記述したようなわん曲して設けられた電極を用いた
結果と対比され得る。このような構成及びこの中で論じ
られた抵抗を使用したものでは、センサの長い方の幅で
は約０．４５cm(１．７５インチ)の電極構成におけるわ
ん曲を有し、短い方の幅ではほとんど２．５４cm(１イ
ンチ)の電極構成におけるわん曲となっている。わん曲
の合計量は、抵抗線の抵抗(あるいは等価抵抗)を、縁の
長さの自乗した値を乗算したシートの抵抗で割った比に
比例している。このように、同一サイズで組み合わせた
センサ構造で、この発明によって証明されたように１３
インチの有効領域を有しているのに対して、従来の装置
は約８インチの有効領域しかない。この比較は第３図で
示されている。この発明による有効領域はライン４６で
示されている。この発明を用いない場合には、４８で示
したようなわん曲となり、有効領域は長方形５０によっ
て制限される。

［発明の効果］以上説明したように、この発明によるグラフィックタッ
チセンサは、一定の高抵抗率を有する抵抗性材料のシー
トを用い、このシートの各々の縁に接触して多数の接触
電極を設けるとともに、前記シートの各々の縁に沿って
定抵抗のエレメントを設け、前記各電極を抵抗性エレメ
ントの所定部位に接続していて、抵抗性エレメントに沿
ったシート内の電圧降下を前記電極にて補償するように
している。これにより、シート上の等電位線は直線状に
なり、装置の大部分の領域にわたって高品位のリニアリ
ティで応答することができ、座標の検知が正確に行なえ
るようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に従って構成された装置の１実施例を
分解した斜視図、第２図は、この発明を達成するために
種々のサイズ及び間隔の電極の適用例の１実施例を示す
平面図、第３図は、従来の典型的なセンサと対比して、
この発明により達成された実効面積を増大させたセンサ
を示す平面図である。１０……抵抗性コーティング、１２……基板、１３……
ピック・オフシート、１４……フレキシブルフィルム、
１６……導電性コーティング、１８……ドット、２０…
…抵抗性エレメント、３２……リード線、３４……電気
回路、３６……電極、４０……電極、４２……リード
線、４４……粘着性フレーム。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】位置タッチセンサは、基板と；基板上面の実質的な部分に設けられ、そしてこの部分
を覆う一様な抵抗性コーティングと；抵抗性コーティングに直交した電界を与えるために、
コーティングの各々の周辺に位置する抵抗性エレメント
であって、各々の端部は接近した抵抗性エレメントに近
接した端部に接続され、かつ抵抗性コーティングから絶
縁されている抵抗性エレメントと；そしてコーティングの各々の周辺に沿った所定の通路に沿っ
て位置した多数の電極であって、コーティングに電気的
に接続され、各々の電極は抵抗性エレメントに沿った所
定の位置に電気的に接続され、そして所定の効果的なサ
イズと所定の通路に沿って隣接する電極間に所定の間隔
を有した多数の電極とを備えていて；上記直交した電界が上記コーティングに印加された時、
センサの動作時における抵抗性エレメントに沿った電圧
降下を補償できるように、各々の抵抗性エレメントに沿
った電極のサイズ及び間隔が選ばれることを特徴とする
位置タッチセンサ。
【請求項２】予め決められた各々の通路における電極の
効果的な所定のサイズは、上記通路の各々の端部から中
心部に向かうにつれて効果的に増加する特許請求の範囲
第１項に記載の位置タッチセンサ。
【請求項３】予め決められた各々の通路における近接し
た電極間の所定の間隔は、上記通路の各々の端部から中
心部に向かうにつれて効果的に減少する特許請求の範囲
第１項ないし第２項のいずれかの項に記載の位置タッチ
センサ。
【請求項４】予め決められた通路は直線である特許請求
の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載の位置タッ
チセンサ。
【請求項５】予め決められた通路は対称的なとつレンズ
状の曲面である特許請求の範囲第１項ないし第４項のい
ずれかに記載の位置タッチセンサ。
【請求項６】(a)基板は、方形であり、第１の寸法の対
向する第１の一対の端縁と、上記第１の一対の端縁に対
して実質上直角になる第２の寸法の対向する第２の一対
の端縁とを有し、 (b)二組みの抵抗性エレメントが備えられていて、第１
の一対の抵抗性エレメントの各々は、基板の対向する第
１の一対の端縁の各々に近接して位置し、そして、第２
の一対の抵抗性エレメントの各々は、基板の対向する第
２の一対の端縁の各々に近接して位置し、抵抗性エレメ
ントの組みの近接した端部は、抵抗性コーティングを囲
む抵抗性エレメントによる実質上方形の配置を形成する
ために接続され、そして、 (c)多数の電極は、二組みの電極エレメントグループを
含み、第１の一対の電極エレメントグループの各々の電
極エレメントは、基板の対向する第１の一対の端縁の各
々に近接して位置し、そして第２の一対の電極エレメン
トグループの各々の電極エレメントは、基板の対向する
第２の一対の端縁の各々に近接して位置し、電極エレメ
ントグループの対における各々の電極エレメントは、予
め決められた通路に沿って所定の効果的なサイズを有
し、グループ内の接近した電極から所定の間隔で隔てら
れている特許請求の範囲第１項ないし第５項のいずれか
に記載の位置タッチセンサ。
【請求項７】多数の電気的コネクタを更に備え、この電
気的コネクタの各々は電極エレメントグループにおける
電極の各々を近接した抵抗性エレメント上の所定の位置
に接続する特許請求の範囲第６項に記載の位置タッチセ
ンサ。
【請求項８】第１の寸法は第２の寸法よりも大きく、そ
して、第２の電極エレメントの組みの各々における電極
エレメント数よりも第１の電極エレメントの一対の各々
における電極エレメント数の方がより多い特許請求の範
囲第６項ないし第７項のいずれかの項に記載の位置タッ
チセンサ。
【請求項９】各々の所定の通路における電極の所定の効
果的なサイズは、各々の通路端部での約０．１５cm
(０．０６インチ)から通路の中央線での約１．２７cm
(０．５インチ)に増加し、上記電極は、通路に対して垂
直方向に約０．１５cm(０．０６インチ)の寸法を有する
特許請求の範囲第２項ないし第６項のいずれかに記載の
位置タッチセンサ。
【請求項１０】各々の所定の通路における隣接する電極
の中心から中心への間隔は、各々の通路端部での約３．
３cm(１．３インチ)から通路の中央線での約２．０３cm
(０．８)インチに減少する特許請求の範囲第３項ないし
第６項又は第９項のいずれかに記載の位置タッチセン
サ。
【請求項１１】電極は、実質上方形であり、かつ通路は
実質上真っ直ぐなラインである特許請求の範囲第１項な
いし第１０項のいずれかに記載の位置タッチセンサ。
【請求項１２】抵抗性コーティングから一定の間隔で隔
てられ、かつこの抵抗性コーティングに近接するととも
に抵抗性コーティングに面した導電性の層を有するフレ
キシブルなピック・オフシートと、上記導電性の層と抵
抗性コーティング間との意図的な接触を許可するが偶発
的な接触を防ぐための手段とを更に含む特許請求の範囲
第１項ないし第１１項のいずれかに記載の位置タッチセ
ンサ。
【請求項１３】上記ピック・オフシートの上記導電性の
層と抵抗性コーティング及び／またはピック・オフシー
ト間との偶発的な接触を防ぐための手段は、抵抗性コー
ティングに設けられた絶縁用の多数の小さい島を含む特
許請求の範囲第１２項に記載の位置タッチセンサ。
【請求項１４】導電性の層が抵抗性コーティング上の特
定ポイントに接触したとき、上記導電性の層に生じる特
定ポイントの座標に対応する電気信号を受けるためのピ
ック・オフシートの導電性の層に接続される回路を更に
含む特許請求の範囲第１２項ない第１３項に記載の位置
タッチセンサ。
【請求項１５】隣接する抵抗性エレメントの端部の接合
点に接続され、抵抗性コーティングに直交した等電位の
電界を生じさせるために抵抗性エレメントの所定部に電
位を供給する回路手段を更に含む特許請求の範囲第１項
ないし第１４項のいずれかに記載の位置タッチセンサ。
【請求項１６】抵抗性コーティングは単位面積あたり１
０ないし約１０，０００オームの抵抗率を有し、抵抗性
エレメントは１フィートあたり６ないし６，０００オー
ムの抵抗を有する特許請求の範囲第１項ないし第１５項
のいずれかに記載の１枚のシート抵抗による位置タッチ
センサ。
【請求項１７】ピック・オフシートは単位面積あたり約
３００オームの導電性の層を有し、導電性の層と抵抗性
コーティングとにおける偶発的な接触を防止するための
手段は、抵抗性コーティングと導電性の層との間に挿入
された多数の小さい絶縁用のドットを含む特許請求の範
囲第１２項ないし第１６項のいずれかに記載の位置タッ
チセンサ。
【請求項１８】基板の実質的な部分に設けられた定抵抗
性コーティングを有し、かつ上記抵抗性コーティングの
縁近傍に位置する抵抗性エレメントを有していて、上記
抵抗性エレメントに沿った所定の位置を上記抵抗性コー
ティング上の電極に接続し、そして上記抵抗性エレメン
トに電圧を印加することによって、上記抵抗性コーティ
ングに電界が生じるようにしたタイプのタッチセンサの
有効面積の周囲での等電位線のいかなるわん曲をも排除
する方法であり、上記抵抗性コーティングの上記縁近傍
の所定の通路に沿った上記導電性コーティング上に上記
電極を設け；上記通路に沿った上記電極の間隔と効果的
なサイズとを選び、上記抵抗性エレメントに上記電圧が
印加されたとき、上記抵抗性エレメントに沿った電圧降
下を打ち消す電圧傾度が、上記電極での抵抗性コーティ
ングに生じるようにした方法。