JPH09269862A - 座標入力装置 - Google Patents

座標入力装置

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JPH09269862A
JPH09269862A JP10428796A JP10428796A JPH09269862A JP H09269862 A JPH09269862 A JP H09269862A JP 10428796 A JP10428796 A JP 10428796A JP 10428796 A JP10428796 A JP 10428796A JP H09269862 A JPH09269862 A JP H09269862A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tablet
electrode
signal
pen
glass
Prior art date
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Pending
Application number
JP10428796A
Other languages
English (en)
Inventor
Soji Hashimoto
壮司 橋本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pentel Co Ltd
Original Assignee
Pentel Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH09269862A publication Critical patent/JPH09269862A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 タブレットの大きさに拘わらず同一回路にて
座標検出を行える方法を提案するものである。 【解決手段】 X及びY座標軸に沿って配設された複数
電極線を有するタブレットと、ペン先端部の導体からA
C信号を発振するペンとを有する座標検出装置であっ
て、前記ペンからのAC信号を静電容量結合によってタ
ブレットの各電極線が受信し、該受信したAC信号を各
電極線両端に伝播しそれぞれバンドパスフィルタにより
得られた信号を平衡処理し、前記ペンのタブレット上の
位置を検出する座標入力装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は信号送出ペンにてタブレ
ットにタッチした位置を検出し、その座標を出力する座
標検出装置に関し、特に透明タブレットとして有用な座
標検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】コンピュータやワープロなどの作業に於
いてメニューの選択、確認、文字の入力、位置の指定、
絵の描画などのように作業者に対して入力を求める場面
が非常に多い。最近ではキーボードだけでなくマウスな
どのポインティングデバイスを用いディスプレイにポイ
ンタを移動し操作を選択する用途が非常に多くなってい
る。また、銀行の端末機などがそうであるように指やペ
ンで画面に直接タッチする方法により項目を選択する方
法も普及している。
【0003】この入力方法が採用されているのはユーザ
の操作性が非常に高く、誰でも使うことのできるコンピ
ュータの入力方法と考えられているからである。コンピ
ュータの生活環境への浸透する度合いが高まるにつれ、
コンピュータに求められる処理は複雑で高度なものへと
変化してきている。コンピュ−タの高速な処理能力を用
いて今や、人間では到底できない判断を繰り返し、最終
的には正確な結論を下しているのである。この高度な判
断を導く例として文字認識などがあげられる。
【0004】文字認識にはインターフェースとして、デ
ジタイザなどペンと共に用いられ描いた軌跡からその描
いた人が意図する文字に変換するものが採用されてい
る。文字の入力は従来、人がペンや鉛筆などの指示体を
持ち文字を書くのが普通であって、直接指で文字を書い
たりすることは今までにないことであり使い勝手に無理
があると言えよう。また、ペンを支える軸となる手を筆
記面から離しペン先だけで文字を書くのは非常に無理が
あり簡易な入力方法とは言えない。これらの各項目対応
して抵抗膜式や光学式デジタイザは、文字認識の用途と
して適応していると言えないことがわかる。また、電磁
結合を利用したデジタイザはコストが高く、広く普及し
製品に組み込まれることが少なかった。そこで静電結合
方式による透明デジタイザを考えてみる。
【0005】主に静電結合方式によるデジタイザは、指
示体である検出ペンに信号を印加し、タブレットの電極
線パターンに誘起された信号の大きさによって位置を検
出するものである。タブレットはXガラス(X電極線が
配設されている)と、Yガラス(Y電極線が配設されて
いる)の2枚を絶縁層である接着剤によって貼り合わさ
れて出来ている。X、Yガラスには蒸着されたITO膜
(錫−インジウム酸化膜)がパターニングされており、
2枚を貼り合わせた状態で各X、Y電極線は直交する様
になっている。
【0006】デジタイザの主な処理は一定のAC信号を
検出ペンからタブレットへ印加し、タブレットの各電極
線に静電容量結合によって誘起された信号を、バンドパ
スフィルタによりノイズ除去した後増幅しDC信号に変
換する。次に増幅されたDC信号をA/D変換器によっ
て数値化し制御装置によって読み取られる。この読み取
られた信号の大小によって指示体である検出ペンの位置
を計算するのである。このデジタイザを実現するにあた
ってタブレットに幾つかの工夫がなされている。例え
ば、静電容量結合の効果を上げる為に、下側電極一本の
電極線幅を広くしてあり、反対に上側電極線には細かい
スリットが入っており、信号が下側電極へ通過しやすく
なっている。またLCD等ディスプレイの前面に配した
時に電極線パターン交差の有無によって画面に格子縞が
発生しないように、上側電極線には同じピッチのスリッ
トと電極線が設けてある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】然しながら、デジタイ
ザが大型化することに伴いタブレットの電極線数は増加
し、当然のことながら電極線に付随する制御回路にて電
極線が選択され、AC信号をバンドパスフィルタに伝播
する働きを持つアナログスイッチの数も増加しコストも
高いものとなってしまっていた。そこで、本発明はタブ
レットの大きさに拘わらず同一回路にて座標検出を行え
る方法を提案するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は如上の従来の問
題点に鑑みなされたもので、X及びY座標軸に沿って配
設された複数電極線を有するタブレットと、ペン先端部
の導体からAC信号を発振するペンとを有する座標検出
装置であって、前記ペンからのAC信号を静電容量結合
によってタブレットの各電極線が受信し、該受信したA
C信号を各電極線両端に伝播しそれぞれバンドパスフィ
ルタにより得られた信号を平衡処理し、前記ペンのタブ
レット上の位置を検出する座標入力装置を提案するもの
である。
【0009】
【作用】検出ペンから送出された信号はタブレットの2
本の上側電極で、2回DC信号に変換が行なわれること
によって、タブレットの上下あるいは左右半分のどちら
かが判断つき、またこのレベルからタブレットの中心か
らの距離が判断することができる。同様にタブレットの
下側電極によって、左右あるいは上下半分のどちらかが
判定されタブレットの中心からの距離も判断することが
できる。つまり、タブレットの下側電極の信号の大小の
差によってタブレットの上側電極方向の位置判断を行
い、タブレットの上側電極の信号の大小の差によってタ
ブレットの下側電極方向の位置判断を行う。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の透明タブレットはガラス
基板にITO(錫−インジウム酸化膜)が蒸着された電
極線を有し、この電極線が直交するように2枚のガラス
を貼り合わせることによって構成される。この透明タブ
レット部分とキャリア信号を先端部から送出する検出ペ
ンと、タブレットの電極線の両端から取り出した信号を
アナログスイッチを介しバンドパスフィルタ、差動増幅
回路、A/D変換器を経由し制御される回路によって透
明デジタイザは構成される。透明タブレットは検出する
方向の中心を境にして2つの大きな電極面がパターニン
グされており、電極面の両端からはカーボンなどの材質
によるヒートシールが端面に一様に熱溶着されており、
ここから信号が取り出される。また、タブレットへのペ
ンタッチ時に、検出ペンとタブレットの下側電極の結合
を妨げないよう、上側電極には細かいスリットが入って
いる。
【0011】
【実施例】本発明の位置実施例を添付図面を参照して説
明する。図1は本発明の座標入力装置の概略図である。
タブレット1(片側だけを示す)の表面には透明導伝膜
であるITO(錫−インジウム酸化膜)2が、約200
Ω/□の状態でガラス3に蒸着されており、レジストを
印刷しエッチングすることによって図4、5の様にガラ
スの中心を等分するパターンをガラス上形成されてい
る。ITO膜2の端部にはそれぞれカーボンなどの材質
によるヒートシール4、5が表面に一様に熱溶着されて
おり、ここから信号が取り出される。このヒ−トシ−ル
4、5にはそれぞれバンドパスフィルタ6、7が接続さ
れ、このバンドパスフィルタ6、7の出力は差動増幅回
路8へ印加される。
【0012】タブレット1の電極線のうち上側電極9、
10はスリット11、11、・・・・が設けられ、下側
電極12、13は”べた”状態であるのは、下側電極1
2、13とペン信号との結合を上側電極9、10に遮蔽
されないために、スリット11、11、・・・が設けて
あって、少しでも大きな結合信号を得るため下側電極1
2、13は”べた”状態のパターンが利用されている。
(図4、5参照)これは表示しないディスプレイからの
ノイズから検出信号を守るシールド層の役目を果たし、
かつ信号ペン14と結合する面積を広くとっているため
ITO膜自体に持つ抵抗のバラツキを抑えることがで
き、更にこのパターニングには縦横の格子がないため、
パネルとしてディスプレイの前面に搭載した時ITOの
電極線による画質低下を抑えることもできている。
【0013】図3に本発明の透明デジタイザを構成する
ブロック図を示す。このタブレット1はLCDやプラズ
マディスプレイまたは電子掲示板といった表示面に近接
して取り付けられ、パネルとして構成されている。透明
デジタイザは透明ガラスを貼り合わせたタブレット部1
5とAC信号を送出する信号ペン14とそれら各々の信
号を処理する制御回路で構成されている。このタブレッ
トには透明導電膜であるITO(錫−インジウム酸化
膜)が約200Ω/□の状態でガラスに蒸着されてい
る。
【0014】上側ガラス16と下側ガラス17はITO
膜9、10、12、13が透明ホットメルト接着剤18
をはさみ絶縁されており、各端面はカーボンなどを用い
たヒートシール19、20、21、22、22、23、
24、25、26の熱溶着シートが接着できるように取
り出されている。また上下ガラス16、17は交差する
ITOが直交するように厚さが均一に貼り合わされてい
る。
【0015】信号ペン14はキャリア信号として一定の
周波数、振幅の信号をペン先端部から送出している。こ
の信号ペン14は信号源をペン内部に持った例であるが
実際には制御基板とケーブルによって接続されていて制
御基板から信号を供給されるものでも構わない。ペン先
端部はクリック感があり、ペンスイッチのON/OFF
をキャリア信号に変調をかけるなどして制御基板は感知
することが可能である。または、ペンスイッチがONに
なった時だけキャリア信号を送出する構成でも良い。ペ
ンスイッチをタブレット上でONすることによって電極
線との距離が安定し、信号レベルと位置の関係も安定す
るのである。
【0016】この信号ペン14によって送出されたキャ
リア信号は、透明デジタイザ上でONするとタブレット
15のITO膜に距離に応じて静電結合容量が変化し、
キャリア信号が微分波形になり電極線取り出し端に伝達
される。この信号はアナログスイッチを介しキャリア信
号と同様のバンドパスフィルタ6、7を経ることによっ
てパネルであるディスプレイノイズを除去しペン本来か
らの信号だけを抽出することができる。
【0017】アナログスイッチ27、28、29、3
0、31、32、33、34は制御回路によって制御可
能であり、任意の対応する2スイッチをONにすること
ができる。このとき選択されなかった電極線全てがフロ
ーティングにならないようGNDレベルに電気的に接続
されるようにしておく。本制御回路は同時に2つのアナ
ログスイッチをONすることが可能であり、信号を走査
する場合は必ず同一電極線の両端をONするよう制御を
行う。こうすることによって電極線の両端に信号ペン1
4から伝達された信号は、同一周波数のバンドパスフィ
ルタ6、7を通過し、差動増幅回路8へ入力される。
【0018】この差道増幅回路8は絶対値回路であり、
GNDレベルから次に回路接続されるA/D変換器35
の使用レベルに納まるように設計されている。差動増幅
回路8によって絶対値の特性をもって発生する電圧をA
/D変換器35によって数値に変換しCPUによって位
置が判断されることになる。仮に横20センチの入力面
の場合、P−Pにて10ビット入力レンジとして利用出
来る場合は分解能1mmの位置検出が可能となる。つま
りタブレットのサイズに影響されずに高性能なA/D変
換器を用いることによって小さい回路でデジタイザが実
現できることになる。
【0019】次に具体的な位置検出方法を示す。制御装
置36は各電極線9、10、11、12の信号のもっと
も小さくなる位置である中点での、信号ペン14で信号
レベルを予めペンタッチすることにより記憶しておき、
その値と実際に発生するレベルとの比較から中心からの
距離を対応づける。しかし差動増幅回路8が絶対値回路
である為、中点からの距離は計測可能であるが、中心に
対して上下あるいは左右の判断ができない。この部分を
補う為、各ガラス16、17の電極パターン9、10、
11、12はITO膜面がセンターを中心として2つに
分割されたもので、他方のガラスに直交して配設してあ
る電極パターンに誘起される信号レベルにて左右/上下
の判断を行うのである。更に、同一ガラス面の電極線の
中間部分にペンタッチされた場合は両電極線での信号レ
ベルを用い補間することによって精度を満足することが
できる。
【0020】
【発明の効果】本発明により透明デジタイザがタブレッ
トサイズに関係なく数少ないICによって安価にでき、
電極線パターニングにより生じていた格子縞を減少する
ことによって、LCDへ搭載時に画面の鮮明さを損ない
透明タブレットが実現できる。更にITO膜の均一性に
ついてある程度バラツキを生じても面全体の抵抗膜で分
圧される為信号は緩和され、直接座標検出精度に影響を
与えない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 座標入力装置概略図
【図2】 タブレットの構成図
【図3】 デジタイザの電気的ブロック図
【図4】 上側電極パタ−ン
【図5】 下側電極パタ−ン
【図6】 フロ−チャ−ト
【符号の説明】
1 タブレット 2 ITO 3 ガラス 4 ヒ−トシ−ル 5 ヒ−トシ−ル 6 バンドパスフィルタ 7 バンドパスヒルタ 8 差動増幅回路 9 上側電極 10 上側電極 11 スリット 12 下側電極 13 下側電極 14 信号ペン 15 タブレット部 16 上側ガラス 17 下側ガラス 18 ホットメルト接着剤 19 ヒ−トシ−ル 20 ヒ−トシ−ル 21 ヒ−トシ−ル 22 ヒ−トシ−ル 23 ヒ−トシ−ル 24 ヒ−トシ−ル 25 ヒ−トシ−ル 26 ヒ−トシ−ル 27 アナログスイッチ 28 アナログスイッチ 29 アナログスイッチ 30 アナログスイッチ 31 アナログスイッチ 32 アナログスイッチ 33 アナログスイッチ 34 アナログスイッチ 35 A/D変換器 36 制御装置

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 X及びY座標軸に沿って配設された複数
    電極線を有するタブレットと、ペン先端部の導体からA
    C信号を発振するペンとを有する座標検出装置であっ
    て、前記ペンからのAC信号を静電容量結合によってタ
    ブレットの各電極線が受信し、該受信したAC信号を各
    電極線両端に伝播しそれぞれバンドパスフィルタにより
    得られた信号を平衡処理し、前記ペンのタブレット上の
    位置を検出することを特徴とする座標入力装置。
JP10428796A 1996-03-29 1996-03-29 座標入力装置 Pending JPH09269862A (ja)

Priority Applications (1)

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JP10428796A JPH09269862A (ja) 1996-03-29 1996-03-29 座標入力装置

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JP10428796A JPH09269862A (ja) 1996-03-29 1996-03-29 座標入力装置

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JPH09269862A true JPH09269862A (ja) 1997-10-14

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ID=14376722

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JP10428796A Pending JPH09269862A (ja) 1996-03-29 1996-03-29 座標入力装置

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JP (1) JPH09269862A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009252231A (ja) * 2008-04-02 2009-10-29 Elan Microelectronics Corp 静電容量式タッチコントロール装置の検出方法
JP2010072584A (ja) * 2008-09-22 2010-04-02 Dainippon Printing Co Ltd 表示装置用基板、および、表示装置

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