JPH09297650A - 感圧式３次元タブレットとその操作データ検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の感圧式タブレットの構成を変更するこ
となく、３次元のタブレット操作データを出力すること
ができる感圧式３次元タブレットと、感圧式３次元タブ
レットの操作データ検出方法を提供することを目的とす
る。 【解決手段】 一方の抵抗板から他方の抵抗板に基準検
出電圧Ｖ_CCを交互に印加し、それぞれの接触抵抗Ｒ_P両
端の第１電位差Ｖ_Aと第２電位差Ｖ_Bを検出する。接触触
抵抗値ｒ_Pを第１電位差Ｖ_Aと第２電位差Ｖ_Bで表した関
数を利用して、検出した第１電位差Ｖ_Aと第２電位差Ｖ_B
から接触触抵抗値ｒ_Pを求める。このようにして検出し
た接触抵抗値ｒ_Pと接触位置を示すＸ座標（ｘ_p）、Ｙ座
標（ｙ_p）をもとに生成したタブレット操作データを出
力するので、抵抗板の押圧位置（ｘ_p、ｙ_p）と押圧位置
での押圧力、押圧面積等を変えたタブレット操作によ
り、３次元のデータをパーソナルコンピュータなどの被
制御機器へ出力することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、スタイラスペ
ン、指などによる押圧操作を検出する感圧式３次元タブ
レットとその操作データ検出方法に関し、更に詳しく
は、タブレットの押圧位置の他に押圧位置での接触抵抗
を検出する感圧式３次元タブレットとその操作データ検
出方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の感圧式タブレット１００は、図９
に示すように、Ｘ座標抵抗板１０１とＹ座標抵抗板１０
２とを、絶縁性のドットスペーサ（図示せず）等で僅か
な間隔で離間させながら、互いの抵抗層が向かい合うよ
うに重合している。

【０００３】この抵抗層は均一な抵抗体で形成され、従
って抵抗板の一側の電極に座標検出用電圧を印加し他側
の電極を接地すると等しい傾きの電位勾配が形成され、
抵抗板の各位置で電極からの距離に比例した電位が生じ
る。

【０００４】このように構成された感圧式タブレットで
座標検出を行う場合には、まずＸ座標検出モードとし
て、ＣＰＵ１０５からの制御によってＸ側のスイッチ１
０３、１０４を閉じＸ座標抵抗板１０１に電位勾配をか
けるとともに、Ｙ側のスイッチ１０８、１０９を開放す
る。このとき、Ａ／Ｄコンバータ１０６の入力端子と接
続するスイッチ１０７は、Ｙ座標抵抗板１０２の−側電
極１１３側と接続している。

【０００５】ここで、Ｘ座標抵抗板１０１のＰ点
（ｘ_P，ｙ_P）が、スタイラスペンなどで押圧されると、
Ｐ点での電位Ｖ_xPは、図のようにＸ＋側電極１１１まで
の距離の抵抗をＸ₁、Ｘ−側電極１１０までの距離の抵
抗をＸ₂とすれば、Ｖ_CC＊Ｘ₂／（Ｘ₁＋Ｘ₂）となり、こ
の電位Ｖ_xPをＡ／Ｄコンバータ１０６で読み取ることに
よって、ｘ座標（ｘ_P）を検出する。

【０００６】次いで、Ｙ座標検出モードとして、Ｘ側の
スイッチ１０３、１０４を開放するとともに、Ｙ側のス
イッチ１０８、１０９を閉じ、Ａ／Ｄコンバータ１０６
の入力端子と接続するスイッチ１０７を、Ｘ座標抵抗板
１０１のＸ−側電極１１０側へ接続する。

【０００７】Ｐ点での電位Ｖ_yPは、同様にＹ＋側電極１
１２までの距離の抵抗をＹ₁、Ｙ−側電極１１３までの
距離の抵抗をＹ₂とすれば、Ｖ_CC＊Ｙ₂／（Ｙ₁＋Ｙ₂）と
なり、この電位Ｖ_yPをＡ／Ｄコンバータ１０６で読み取
ることによって、ｙ座標（ｙ_P）を検出する。

【０００８】このようにＸ、Ｙ座標検出モードによっ
て、タブレット操作による押圧位置をＸ方向とＹ方向で
検出し、２次元のタブレット操作データとしてパーソナ
ルコンピュータなどへ出力している。

【０００９】パーソナルコンピュータでは、このタブレ
ット操作データを例えばカーソルの移動制御データとし
て、ｘ座標（ｘ_P）とｙ座標（ｙ_P）に相当するディスプ
レー上の位置にカーソルを移動させる。従って、抵抗板
の押圧位置（ｘ_P，ｙ_P）を移動させることによってカー
ソルを移動制御することができ、ディスプレー上での描
画、カーソルのアイコンへの移動等を行うことができ
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来の感圧式タブレット１００は、抵抗板を押圧するこ
とによって、２次元のタブレット操作データを出力する
だけであるので、例えば、ディスプレー上での描画中に
線の太さを変化させたり、カーソルをアイコン上へ移動
させた後、アイコンに示される命令を実行させようとす
る場合には、スイッチなど更に別の入力装置を備え、こ
の入力装置による操作をタブレット操作とともに行う必
要があった。

【００１１】しかしながら、感圧式タブレットに別の入
力装置を取り付ける場合には、装置全体が大型化すると
ともに、コストアップの原因となっていた。

【００１２】また、タブレット操作とともに別の入力装
置の操作を行うことは、一度座標を入力している指など
を抵抗板から離して別の入力装置を操作しなければなら
ず、煩わしく、その操作性に劣るものであった。特に、
ディスプレーに３次元表示された画像において、奥行き
（Ｚ）方向の移動制御を行う場合には、連続して変化す
る３次元の操作データをパーソナルコンピュータへ出力
する必要があり、タブレット操作による２次元操作と併
せて別の入力装置でこの操作を行うことは困難であっ
た。

【００１３】この為本出願人は、一方の抵抗板に既知の
抵抗値ｒ_Cの基準抵抗Ｒ_Cを介して基準電圧Ｖ_CCを印加す
ることによりタブレットの接触抵抗値ｒ_Pを検出し、接
触抵抗値ｒ_Pをタブレットの押圧操作データとする感圧
式３次元タブレット１２０を発明し、平成８年３月２６
日に特許出願を行った。

【００１４】図１０は、この感圧式３次元タブレット１
２０のタブレットの接触抵抗値ｒ_Pを検出するモードで
の等価回路図である。感圧式３次元タブレット１２０
は、抵抗板が押圧されていないときに、Ｘ座標抵抗板８
は基準検出電圧Ｖ_CCレベルであり、Ｙ座標抵抗板９は、
ＧＮＤレベルとなっている。従って、それぞれの抵抗板
８、９及びこれらの抵抗板間に電流が流れることはな
く、タブレットの操作すなわち、抵抗板の押圧（ペンオ
ン）検出の待機状態で、電流が消費されることがない。

【００１５】同図のように、この状態からＸ座標抵抗板
８を押圧すると、押圧位置Ｐにおいて、Ｘ座標抵抗板８
からＹ座標抵抗板９に接触抵抗を通して電流ｉ_tが流れ
る。このとき、ＩＸ⁺、ＯＸ^-、ＩＹ⁺入出力端子には、
それぞれＡ／Ｄコンバータが接続されているので、これ
らの方向に流れる微小電流を無視すれば、基準抵抗Ｒ_C
と接触抵抗Ｒ_Pには、等しい電流ｉｔが流れる。

【００１６】従って、その両端の電位差をそれぞれ基準
電位差Ｖ_C、接触位置電位差Ｖ_D、基準抵抗Ｒ_Cの抵抗値
をｒ_Cとすれば、Ｖ_C／ｒ_C＝Ｖ_D／ｒ_Pの関係から、ｒ_P＝
ｒ_C＊Ｖ_D／Ｖ_Cによって、接触抵抗値ｒ_Pを検出すること
ができる。

【００１７】同図から明らかなように、この基準電位差
Ｖ_Cは既知の基準検出電圧Ｖ_CCとＡ／Ｄコンバータ２の
入力端子ＡＤ１の電位Ｖ₁から、接触位置電位差Ｖ_Dは、
Ａ／Ｄコンバータ２の入力端子ＡＤ２とＡＤ３との電位
Ｖ₂、Ｖ₃から求めることができるので、ＣＰＵ１でｒ_P
＝ｒ_C＊Ｖ_D／Ｖ_Cより接触抵抗値ｒ_Pが算出される。

【００１８】この接触抵抗値ｒ_Pの算出に、このモード
において流れる電流ｉｔは影響しない。つまり、抵抗板
間の接触位置（ｘ_p、ｙ_p）が変化して抵抗板８、９に流
れる電流ｉｔが変化しても、電流ｉｔと無関係に接触抵
抗値ｒ_Pを検出できるものであり、接触抵抗値ｒ_Pを、接
触位置ＰのＸ座標（ｘ_p）とＹ座標（ｙ_p）と全く独立の
パラメータとして検出できるものである。

【００１９】しかしながら、この感圧式３次元タブレッ
ト１２０は、基準抵抗Ｒ_Cを別に接続する必要があるこ
とから、従来の感圧式タブレット１００をそのまま利用
することができなかった。

【００２０】本発明は、以上の問題点を解決するために
なされたもので、従来の感圧式タブレットの構成を変え
ることなく、３次元のタブレット操作データを出力する
ことができる感圧式３次元タブレットと、その操作デー
タ検出方法を提供することを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の感圧式３次元タブレットは、Ｘ方向の両
端の２辺に沿ってそれぞれＸ＋側電極とＸ−側電極が形
成されたＸ座標抵抗板と、Ｘ方向と直交するＹ方向の両
端の２辺に沿ってそれぞれＹ＋側電極とＹ−側電極が形
成され、Ｘ座標抵抗板と僅かな絶縁空隙をもって重合す
るＹ座標抵抗板と、Ｘ＋側電極とＹ＋側電極のいずれか
に選択的に基準検出電圧Ｖ_CCを印加する基準電圧印加手
段と、Ｘ−側電極とＹ−側電極のいずれかを選択的に接
地する接地手段とを備え、Ｘ＋側電極に基準検出電圧Ｖ
_CCを印加するとともにＸ−側電極を接地してＸ座標抵抗
板に均一な電位勾配を形成し、Ｙ座標抵抗板を介して、
Ｘ座標抵抗板とＹ座標抵抗板の接触位置（ｘ_p、ｙ_p）で
の電位Ｖ_xpを読み取り、該電位Ｖ_xpから接触位置のＸ座
標（ｘ_p）を検出するＸ座標検出モードと、Ｙ＋側電極
に基準検出電圧Ｖ_CCを印加するとともにＹ−側電極を接
地してＹ座標抵抗板に均一な電位勾配を形成し、Ｘ座標
抵抗板を介して、Ｘ座標抵抗板とＹ座標抵抗板の接触位
置（ｘ_p、ｙ_p）での電位Ｖ_ypを読み取り、該電位Ｖ_ypか
ら接触位置のＹ座標（ｙ_p）を検出するＹ座標検出モー
ドと、Ｘ＋側電極に基準検出電圧Ｖ_CCを印加するととも
に、Ｙ−側電極を接地し、Ｘ−側電極とＹ＋側電極の各
電位を読み取り、接触位置（ｘ_p、ｙ_p）におけるＸ座標
抵抗板とＹ座標抵抗板間の第１電位差Ｖ_Aを検出し、Ｙ
＋側電極に基準検出電圧Ｖ_CCを印加するとともに、Ｘ−
側電極を接地し、Ｙ−側電極とＸ＋側電極の各電位を読
み取り、接触位置（ｘ_p、ｙ_p）におけるＸ座標抵抗板と
Ｙ座標抵抗板間の第２電位差Ｖ_Bを検出し、第１電位差
Ｖ_Aと第２電位差Ｖ_Bで接触抵抗値ｒ_Pを表した関数か
ら、接触位置での接触抵抗値ｒ_Pを算出する接触抵抗検
出モードとにより、接触位置のＸ座標（ｘ_p）とＹ座標
（ｙ_p）と接触抵抗値ｒ_Pを検出し、検出したＸ座標（ｘ
_p）とＹ座標（ｙ_p）と接触抵抗値ｒ_Pによってタブレッ
ト操作データを出力することを特徴とする。

【００２２】Ｘ座標検出モードにおいては、Ｘ座標抵抗
板（８）に接地電位からＶ_CCまでの均一な電位勾配が形
成される。接触位置（ｘ_p、ｙ_p）での電位Ｖ_xpは、Ｘ−
側電極（８ｂ）からの距離に比例するので、該電位Ｖ_xp
から接触位置のＸ座標（ｘ_p）が検出される。

【００２３】Ｙ座標検出モードにおいては、Ｙ座標抵抗
板（９）に接地電位からＶ_CCまでの均一な電位勾配が形
成される。接触位置（ｘ_p、ｙ_p）での電位Ｖ_ypは、Ｙ−
側電極（９ｂ）からの距離に比例するので、該電位Ｖ_yp
から接触位置のＹ座標（ｙ_p）が検出される。

【００２４】接触抵抗検出モードにおいて、Ｘ＋側電極
（８ａ）に基準検出電圧Ｖ_CCを印加するとともにＹ−側
電極（９ｂ）を接地すると、Ｘ＋側電極（８ａ）からＸ
座標抵抗板、押圧位置（ｘ_p、ｙ_p）での接触抵抗値
ｒ_P、Ｙ座標抵抗板、Ｙ−側電極（９ｂ）を経由して電
流が流れる。接触位置からＸ＋側電極（８ａ）までの抵
抗値をＸ₁、接触位置からＹ−側電極（９ｂ）までの抵
抗値をＹ₂とすると、接触位置（ｘ_p、ｙ_p）における接
触抵抗値ｒ_P両端の第１電位差Ｖ_Aは、

【００２５】

【数６】

【００２６】で表すことができる。

【００２７】また、Ｙ＋側電極（９ａ）に基準検出電圧
Ｖ_CCを印加するとともにＸ−側電極（８ｂ）を接地する
と、Ｙ＋側電極（９ａ）からＹ座標抵抗板、押圧位置
（ｘ_p、ｙ_p）での接触抵抗値ｒ_P、Ｘ座標抵抗板、Ｘ−
側電極（８ｂ）を経由して電流が流れる。接触位置から
Ｙ＋側電極（９ａ）までの抵抗値をＹ₁、接触位置から
Ｘ−側電極（８ｂ）までの抵抗値をＸ₂とすると、接触
位置（ｘ_p、ｙ_p）における接触抵抗値ｒ_P両端の第２電
位差Ｖ_Bは、

【００２８】

【数７】

【００２９】で表すことができる。

【００３０】（１）（２）式を用いて、第１電位差Ｖ_A
と第２電位差Ｖ_Bで接触抵抗値ｒ_Pを表した関数に、接触
抵抗検出モードで検出した第１電位差Ｖ_Aと第２電位差
Ｖ_Bを代入し、接触位置での接触抵抗値値ｒ_Pを算出す
る。

【００３１】これらのＸ座標（ｘ_p）とＹ座標（ｙ_p）と
接触抵抗値ｒ_Pをもとに生成したタブレット操作データ
が出力されるので、抵抗板の押圧位置（ｘ_p、ｙ_p）と押
圧位置での押圧力、押圧面積等を変えたタブレット操作
により、３次元のデータをパーソナルコンピュータなど
の被制御機器へ出力することができる。

【００３２】請求項２の感圧式３次元タブレットは、Ｘ
＋側電極とＸ−側電極間の抵抗値をＸ、Ｙ＋側電極とＹ
−側電極間の抵抗値をＹ、Ｖ_A＊Ｖ_B／（Ｖ_A＋Ｖ_B）をＡ
₁としたときに、接触抵抗値ｒ_Pを、

【００３３】

【数８】

【００３４】から算出することを特徴とする。

【００３５】

【数９】

【００３６】であるから、（１）（２）式及びＸ₁＋Ｘ₂
＝Ｘ、Ｙ₁＋Ｙ₂＝Ｙから、（３）式は、

【００３７】

【数１０】

【００３８】となり、接触抵抗値ｒ_Pを第１電位差Ｖ_Aと
第２電位差Ｖ_Bの関数で表すことができる。Ｘ＋側電極
（８ａ）とＸ−側電極（８ｂ）間の抵抗値Ｘと、Ｙ＋側
電極（９ａ）とＹ−側電極（９ｂ）間の抵抗値Ｙは抵抗
板により定まる定数であり、また、基準検出電圧Ｖ_CCも
既知の定数であることから、（４）式を用いて接触抵抗
値ｒ_Pを第１電位差Ｖ_Aと第２電位差Ｖ_Bから求めること
ができる。

【００３９】従って、タブレットが押圧操作されたとき
には、感圧式３次元タブレットをＸ、Ｙ座標検出モード
と接触抵抗検出モードを繰り返して、抵抗板の接触位置
のＸ座標（ｘ_p）とＹ座標（ｙ_p）と接触抵抗値ｒ_Pを検
出し、タブレット操作データとすることができる。この
うち接触抵抗値ｒ_Pは、抵抗板の押圧位置に依存せず、
抵抗板の接触位置（ｘ_p、ｙ_p）に影響されることのない
タブレット操作を表す独立のパラメータとなる。

【００４０】請求項３の感圧式３次元タブレットは、Ｘ
＋側電極とＸ−側電極間の抵抗値をＸ、Ｙ＋側電極とＹ
−側電極間の抵抗値をＹ、接触位置からＸ＋側電極まで
の抵抗値をＸ₁、接触位置からＸ−側電極までの抵抗値
をＸ₂、接触位置からＹ＋側電極までの抵抗値をＹ₁、接
触位置からＹ−側電極までの抵抗値をＹ₂、Ｖ_A＋Ｖ_Bを
Ａ₂としたときに、接触抵抗値ｒ_Pを、

【００４１】

【数１１】

【００４２】から算出することを特徴とする。

【００４３】

【数１２】

【００４４】であるから、（１）（２）式及びＸ₁＋Ｘ₂
＝Ｘ、Ｙ₁＋Ｙ₂＝Ｙから、（５）式は、

【００４５】

【数１３】

【００４６】となり、接触抵抗値ｒ_Pを第１電位差Ｖ_Aと
第２電位差Ｖ_Bの関数で表すことができる。Ｘ＋側電極
（８ａ）とＸ−側電極（８ｂ）間の抵抗値Ｘと、Ｙ＋側
電極（９ａ）とＹ−側電極（９ｂ）間の抵抗値Ｙと、基
準検出電圧Ｖ_CCは、既知の定数であり、また、Ｘ₁、
Ｘ₂、Ｙ₂、Ｙ₁は、ＸＹ座標検出モードで検出した押圧
位置より求めることができるので、（６）式を用いて、
接触抵抗値ｒ_Pを第１電位差Ｖ_Aと第２電位差Ｖ_Bから算
出する。

【００４７】従って、タブレットが押圧操作されたとき
には、感圧式３次元タブレットをＸ、Ｙ座標検出モード
と接触抵抗検出モードを繰り返して、抵抗板の接触位置
のＸ座標（ｘ_p）とＹ座標（ｙ_p）と接触抵抗値ｒ_Pを検
出し、タブレット操作データとすることができる。

【００４８】請求項４の感圧式３次元タブレットの操作
データ検出方法は、僅かな絶縁空隙をもって重合したＸ
座標抵抗板とＹ座標抵抗板からなるタブレットの一方の
抵抗板を押圧操作して他方の抵抗板に接触させたとき
に、Ｘ座標抵抗板に均一な電位勾配を形成して、Ｙ座標
抵抗板との接触位置（ｘ_p、ｙ_p）での電位Ｖ_xpから接触
位置のＸ座標（ｘ_p）を検出し、Ｙ座標抵抗板に均一な
電位勾配を形成して、Ｘ座標抵抗板との接触位置
（ｘ_p、ｙ_p）での電位Ｖ_ypから接触位置のＹ座標
（ｙ_p）を検出し、Ｘ座標抵抗板のＸ＋側電極に基準検
出電圧Ｖ_CCを印加するとともにＹ座標抵抗板のＹ−側電
極を接地したときの、接触位置（ｘ_p、ｙ_p）での抵抗板
間の電位差を第１電位差Ｖ_Aと、Ｙ座標抵抗板のＹ＋側
電極に基準検出電圧Ｖ_CCを印加するとともに他方のＸ座
標抵抗板のＸ−側電極を接地したときの、接触位置（ｘ
_p、ｙ_p）での抵抗板間の電位差を第２電位差Ｖ_Bとした
ときに、接触位置での接触抵抗値ｒ_Pを、第１電位差Ｖ_A
と第２電位差Ｖ_Bで接触抵抗値ｒ_Pを表した関数から算出
し、接触位置（ｘ_p、ｙ_p）のＸ座標（ｘ_p）とＹ座標
（ｙ_p）と接触抵抗値ｒ_Pとをタブレット操作データとし
て検出することを特徴とする。

【００４９】タブレットの抵抗板が押圧操作されて他方
の抵抗板に接触すると、Ｘ座標抵抗板（８）に均一な電
位勾配を形成することによって接触位置のＸ座標
（ｘ_p）が、Ｙ座標抵抗板（９）に均一な電位勾配を形
成することによって接触位置のＹ座標（ｙ_p）が検出さ
れる。

【００５０】Ｘ＋側電極（８ａ）に基準検出電圧Ｖ_CCを
印加するとともにＹ−側電極（９ｂ）を接地すると、Ｘ
＋側電極（８ａ）からＸ座標抵抗板、押圧位置（ｘ_p、
ｙ_p）での接触抵抗値ｒ_P、Ｙ座標抵抗板、Ｙ−側電極
（９ｂ）を経由して電流が流れる。接触位置からＸ＋側
電極（８ａ）までの抵抗値をＸ₁、接触位置からＹ−側
電極（９ｂ）までの抵抗値をＹ₂とすると、接触位置
（ｘ_p、ｙ_p）における接触抵抗値ｒ_P両端の第１電位差
Ｖ_Aは、

【００５１】

【数１４】

【００５２】で表すことができる。

【００５３】また、Ｙ＋側電極（９ａ）に基準検出電圧
Ｖ_CCを印加するとともにＸ−側電極（８ｂ）を接地する
と、Ｙ＋側電極（９ａ）からＹ座標抵抗板、押圧位置
（ｘ_p、ｙ_p）での接触抵抗値ｒ_P、Ｘ座標抵抗板、Ｘ−
側電極（８ｂ）を経由して電流が流れる。接触位置から
Ｙ＋側電極（９ａ）までの抵抗値をＹ₁、接触位置から
Ｘ−側電極（８ｂ）までの抵抗値をＸ₂とすると、接触
位置（ｘ_p、ｙ_p）における接触抵抗値ｒ_P両端の第２電
位差Ｖ_Bは、

【００５４】

【数１５】

【００５５】で表すことができる。

【００５６】（１）（２）式を用いて、第１電位差Ｖ_A
と第２電位差Ｖ_Bで接触抵抗値ｒ_Pを表した関数に、接触
抵抗検出モードで検出した第１電位差Ｖ_Aと第２電位差
Ｖ_Bを代入し、接触位置での接触抵抗値ｒ_Pを算出する。

【００５７】従って、接触位置のＸＹ座標と接触抵抗値
ｒ_Pをタブレット操作データとして検出することができ
る。

【００５８】請求項５の感圧式３次元タブレットの操作
データ検出方法は、Ｘ座標抵抗板のＸ方向の抵抗値を
Ｘ、Ｙ座標抵抗板のＹ方向の抵抗値をＹ、Ｖ_A＊Ｖ_B／
（Ｖ_A＋Ｖ_B）をＡ₁としたときに、接触抵抗値ｒ_Pを、

【００５９】

【数１６】

【００６０】から算出することを特徴とする。

【００６１】

【数１７】

【００６２】であるから、（１）（２）式及びＸ₁＋Ｘ₂
＝Ｘ、Ｙ₁＋Ｙ₂＝Ｙから、（３）式は、

【００６３】

【数１８】

【００６４】となり、接触抵抗値ｒ_Pを第１電位差Ｖ_Aと
第２電位差Ｖ_Bから算出することができる。

【００６５】従って、接触位置のＸＹ座標と接触抵抗値
ｒ_Pをタブレット操作データとして検出することができ
る。このうち接触抵抗値ｒ_Pは、抵抗板の押圧位置に依
存せず、抵抗板の接触位置（ｘ_p、ｙ_p）に影響されるこ
とのないタブレット操作を表す独立のパラメータとな
る。

【００６６】請求項６の感圧式３次元タブレットは、Ｘ
座標抵抗板のＸ方向の抵抗値をＸ、Ｙ座標抵抗板のＹ方
向の抵抗値をＹ、接触位置（ｘ_p、ｙ_p）からＸ＋側電極
までの抵抗値をＸ₁、接触位置（ｘ_p、ｙ_p）からＸ−側
電極までの抵抗値をＸ₂、接触位置（ｘ_p、ｙ_p）からＹ
＋側電極までの抵抗値をＹ₁、接触位置（ｘ_p、ｙ_p）か
らＹ−側電極までの抵抗値をＹ₂、Ｖ_A＋Ｖ_BをＡ₂とした
ときに、接触抵抗値ｒ_Pを、

【００６７】

【数１９】

【００６８】から算出することを特徴とする。

【００６９】

【数２０】

【００７０】であるから、（１）（２）式及びＸ₁＋Ｘ₂
＝Ｘ、Ｙ₁＋Ｙ₂＝Ｙから、（５）式は、

【００７１】

【数２１】

【００７２】となり、接触抵抗値ｒ_Pを第１電位差Ｖ_Aと
第２電位差Ｖ_Bの関数で表すことができる。Ｘ＋側電極
（８ａ）とＸ−側電極（８ｂ）間の抵抗値Ｘと、Ｙ＋側
電極（９ａ）とＹ−側電極（９ｂ）間の抵抗値Ｙと、基
準検出電圧Ｖ_CCは、既知の定数であり、また、Ｘ₁、
Ｘ₂、Ｙ₂、Ｙ₁は、ＸＹ座標検出モードで検出した押圧
位置より求めることができるので、（６）式を用いて、
接触抵抗値ｒ_Pを第１電位差Ｖ_Aと第２電位差Ｖ_Bから算
出する。

【００７３】従って、接触位置のＸＹ座標と接触抵抗値
ｒ_Pをタブレット操作データとして検出することができ
る。

【００７４】請求項７の感圧式３次元タブレットは、僅
かな絶縁空隙をもって重合したＸ座標抵抗板とＹ座標抵
抗板からなるタブレットの一方の抵抗板を押圧操作して
他方の抵抗板に接触させたときに、Ｘ座標抵抗板に均一
な電位勾配を形成して、Ｙ座標抵抗板との接触位置（ｘ
_p、ｙ_p）での電位Ｖ_xpから接触位置のＸ座標（ｘ_p）を
検出し、Ｙ座標抵抗板に均一な電位勾配を形成して、Ｘ
座標抵抗板との接触位置（ｘ_p、ｙ_p）での電位Ｖ_ypから
接触位置のＹ座標（ｙ_p）を検出し、Ｘ座標抵抗板のＸ
＋側電極に基準検出電圧Ｖ_CCを印加するとともにＹ座標
抵抗板のＹ−側電極を接地したときの、接触位置
（ｘ_p、ｙ_p）での抵抗板間の第１電位差Ｖ_Aを検出し、
Ｙ座標抵抗板のＹ＋側電極に基準検出電圧Ｖ_CCを印加す
るとともに他方のＸ座標抵抗板のＸ−側電極を接地した
ときの、接触位置（ｘ_p、ｙ_p）での抵抗板間の第２電位
差Ｖ_Bを検出し、接触位置（ｘ、ｙ）でのＶ_A＋Ｖ_BをＡ₂
（ｘ、ｙ）として、等しい押圧力でタブレットの各位置
を押圧したときのタブレットシートの各接触位置（ｘ、
ｙ）とその接触位置（ｘ、ｙ）でのＡ₂（ｘ、ｙ）との
関係を示したテーブルＴ（ｘ、ｙ）を用いて接触位置
（ｘ_p、ｙ_p）での疑似接触抵抗値ｒ_P´を、

【００７５】

【数２２】

【００７６】によって算出し、接触位置（ｘ_p、ｙ_p）の
Ｘ座標（ｘ_p）とＹ座標（ｙ_p）と疑似接触抵抗値ｒ_P´
とをタブレット操作データとして検出することを特徴と
する。

【００７７】タブレットの抵抗板が押圧操作されて他方
の抵抗板に接触すると、Ｘ座標抵抗板（８）に均一な電
位勾配を形成することによって接触位置のＸ座標
（ｘ_p）が、Ｙ座標抵抗板（９）に均一な電位勾配を形
成することによって接触位置のＹ座標（ｙ_p）が検出さ
れる。

【００７８】

【数２３】

【００７９】であるから、（１）（２）式及びＸ₁＋Ｘ₂
＝Ｘ、Ｙ₁＋Ｙ₂＝Ｙから、（５）式は、

【００８０】

【数２４】

【００８１】で表される。Ａ₂は、（Ｘ₁＋Ｙ₂）（Ｘ₂＋
Ｙ₁）すなわち接触位置（ｘ、ｙ）と接触抵抗値ｒ_Pによ
って変化するので、等しい押圧力でタブレットの各位置
を押圧したときの、接触位置（ｘ、ｙ）とその接触位置
（ｘ、ｙ）でのＡ₂（ｘ、ｙ）との関係を示したテーブ
ルＴ（ｘ、ｙ）は、接触抵抗値ｒ_Pが一定で接触位置
（ｘ、ｙ）により変化するＡ₂の値を示している。

【００８２】このテーブルＴ（ｘ、ｙ）を用いて求めた
Ｔ（ｘ_p、ｙ_p）とＡ₂（ｘ_p、ｙ_p）との差は、接触位置
（ｘ_p、ｙ_p）による影響が消去されたものとなり、接触
位置（ｘ_p、ｙ_p）での接触抵抗値ｒ_Pに近似した値を示
すこととなる。

【００８３】すなわち、

【００８４】

【数２５】

【００８５】によって算出した疑似接触抵抗値ｒ_P´
は、接触抵抗値ｒ_Pに近似した値となり、タブレットの
押圧力を示す操作データとして用いても支障がない。

【００８６】従って、接触位置のＸＹ座標と疑似接触抵
抗値ｒ_P´をタブレット操作データとして検出すること
ができる。

【００８７】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面にもとづいて説明する。

【００８８】図１乃至図６は、本発明の第１の実施の形
態に係る感圧式３次元タブレット１０を示すもので、図
１において、ＣＰＵ１は、Ａ／Ｄコンバータ２を内蔵
し、このＡ／Ｄコンバータ２は、３個の入力端子ＡＤ
１、ＡＤ２、ＡＤ３を備え、各入力端子の電位を同時に
検出できるようになっている。

【００８９】ＣＰＵ１には、５個の入出力端子ＰＣＨ
Ｋ、ＩＸ⁺、ＯＸ^-、ＩＹ⁺、ＯＹ^-が備えられ、各入出力
端子の後段にこれらの端子と内部回路との接続を切り替
える電子スイッチ３〜７が接続されている。各電子スイ
ッチ３〜７は、ＣＰＵ１の制御により個別に動作し、Ｃ
ＰＵ１内の内部回路との接続が切り替えられるようにな
っている。すなわち、電子スイッチ３は、ＰＣＨＫ端子
を、電源Ｖ_CCとＯＦＦ（ハイインピーダンス）端子との
間で切り換え接続し、電子スイッチ４は、ＩＸ⁺端子
を、電源Ｖ_CCとＡＤ１入力端子との間で切り換え接続
し、電子スイッチ５は、ＯＸ^-端子を、接地端子とＡＤ
２入力端子とＯＦＦ（ハイインピーダンス）端子との間
で切り換え接続するものである。また、電子スイッチ６
は、ＩＹ⁺端子を、電源Ｖ_CCとＡＤ３入力端子との間で
切り換え接続し、電子スイッチ７は、ＯＹ^-端子を、接
地端子とＡＤ３入力端子とＯＦＦ（ハイインピーダン
ス）端子との間で切り換え接続するものである。

【００９０】８と９は、Ｘ座標抵抗板とＹ座標抵抗板で
あり、互いに均一に形成された抵抗層を対向させるよう
にして、対向面に印刷されたドット状の印刷スペーサ
（図示せず）によって、僅かな間隙を隔てて重合されて
いる。

【００９１】図のように、Ｘ座標抵抗板８には、Ｘ方向
の両端の２辺に沿って、Ｘ＋側電極８ａとＸ−側電極８
ｂが形成され、Ｘ＋側電極８ａは、ＣＰＵ１のＩＸ⁺端
子と、他端がＰＣＨＫ端子に接続するペンオン検出抵抗
Ｒ_Cに接続し、Ｘ−側電極８ｂは、ＣＰＵ１のＯＸ^-端子
に接続している。

【００９２】また、Ｙ座標抵抗板９には、Ｙ方向の両端
の２辺に沿って、Ｙ＋側電極９ａとＹ−側電極９ｂが形
成され、Ｙ＋側電極９ａは、ＣＰＵ１のＩＹ⁺端子に接
続し、Ｙ−側電極９ｂは、ＣＰＵ１のＯＹ^-端子に接続
している。

【００９３】このように構成された感圧式３次元タブレ
ット１０は、タブレットの押圧操作を待機している状態
で、ペンオン検出モードとなっていて、Ｘ座標抵抗板８
が押圧されたことを検知すると後述するペンオフ（抵抗
板の押圧を解除する）を検知するまで、接触抵抗検出モ
ードとＸ座標検出モードとＹ座標検出モードを繰り返
し、タブレットの押圧操作による接触位置での接触抵抗
値ｒ_PとＸ座標（ｘ_p）とＹ座標（ｙ_p）とを検出するよ
うにしている。

【００９４】以下、これらの各モードにおける作用を説
明する。

【００９５】ペンオン検出モードでは、例えばペンオン
検出抵抗Ｒ_Cの両端の電圧を監視し、Ｘ座標抵抗板８を
押圧して他方のＹ座標抵抗板９と接触することを、ペン
オン検出抵抗Ｒ_Cに電流が流れ、そのペンオン検出抵抗
Ｒ_Cに電位降下が生じることから検出するものである。
すなわち、ペンオン検出モードでは、図１のＰＣＨＫ⁺
端子をスイッチ３により電源Ｖ_CCへ接続し、Ｘ座標抵抗
板８に基準抵抗Ｒ_Cを介して基準検出電圧Ｖ_CCを印加す
るとともに、ＩＸ⁺端子をＡ／Ｄコンバータ２の入力端
子ＡＤ１に接続させ、Ｘ座標抵抗板８の電位を検出する
ようにしている。また、ＩＹ⁺若しくはＯＹ^-の入出力端
子のいずれかをスイッチ６若しくは７により接地端子と
接続するようにして、Ｙ座標抵抗板９をＧＮＤレベルと
している。

【００９６】タブレットシート６の押圧が解除されてい
る間は、抵抗板８、９間に電流が流れないので、ペンオ
ン検出抵抗Ｒ_Cの両端にも電位降下が生じず、ＩＸ⁺端子
の電位は電源Ｖ_CCの電位に保たれる。

【００９７】Ｘ座標抵抗板８が押圧されると、Ｘ座標抵
抗板８からＹ座標抵抗板９に電流が流れ、ＩＸ⁺端子の
電位が降下する。従ってこの電位を所定のペンオン検出
しきい値Ｖ_Tと比較することによって、Ｘ座標抵抗板８
が押圧されているか否かを検出する。

【００９８】ペンオン検出モードにより抵抗板の押圧が
検出されると、ＰＣＨＫ⁺端子はスイッチ３によりＯＦ
Ｆ端子側に切り換えられ、この後感圧式３次元タブレッ
ト１０は、接触抵抗検出モードに移行して押圧位置（接
触位置）Ｐでの接触抵抗値ｒ_Pを検出する。

【００９９】接触抵抗検出モードにおいては、始めにＣ
ＰＵ１の各電子スイッチ３〜７を図１に示すように動作
させ、ＣＰＵ１の各入出力端子を内部回路と接続させ
て、押圧位置（接触位置）での接触抵抗Ｒ_P両端の第１
電位差Ｖ_Aを検出する。すなわち、ＩＸ⁺端子をスイッチ
４により電源Ｖ_CCと接続し、Ｘ座標抵抗板８のＸ＋側電
極８ａに基準検出電圧Ｖ_CCを印加している。また、ＯＸ
^-、ＩＹ⁺入出力端子は、スイッチ５、６によりそれぞれ
Ａ／Ｄコンバータ２の入力端子ＡＤ２、ＡＤ３に接続
し、Ｘ座標抵抗板８のＸ−側電極８ｂとＹ座標抵抗板９
のＹ＋側電極９ａの電位を検出するようにしている。残
るＯＹ^-入出力端子は、電子スイッチ７により接地端子
と接続し、Ｙ座標抵抗板９のＹ−側電極９ｂをＧＮＤレ
ベルとする。

【０１００】図２は、図１の感圧式３次元タブレット１
０の等価回路図である。同図のように、Ｘ座標抵抗板８
の押圧位置Ｐ（ｘ_p、ｙ_p）が押圧されたものとすると、
Ｘ＋側電極８ａからＸ座標抵抗板８、押圧位置（接触位
置）の接触抵抗Ｒ_P、Ｙ座標抵抗板９を経由してＹ−側
電極９ｂに電流ｉ_tが流れる。このとき、ＯＸ^-、ＩＹ⁺
入出力端子には、それぞれＡ／Ｄコンバータ２が接続さ
れているので、これらの方向に流れる微小電流を無視す
れば、Ｘ座標抵抗板８、接触抵抗Ｒ_P、Ｙ座標抵抗板９
に等しい電流ｉｔが流れる。接触抵抗Ｒ_P両端の第１電
位差Ｖ_Aは、ＯＸ^-、ＩＹ⁺入出力端子間の電位差、すな
わちＡ／Ｄコンバータ２の入力端子ＡＤ２とＡＤ３でそ
れぞれ検出する電位Ｘ_GとＹ_Rの差で求めることができ
る。

【０１０１】図のように、接触位置（ｘ_p、ｙ_p）からＸ
＋側電極８ａまでの抵抗値をＸ₁、接触位置からＹ−側
電極９ｂまでの抵抗値をＹ₂、接触抵抗Ｒ_Pの接触抵抗値
をｒ_Pとすると、この第１電位差Ｖ_Aは、

【０１０２】

【数２６】

【０１０３】と表すことができる。

【０１０４】次いで、ＣＰＵ１の各電子スイッチ３〜７
を図３に示すように動作させ、ＣＰＵ１の各入出力端子
を内部回路と接続させて、押圧位置（接触位置）での接
触抵抗Ｒ_P両端の第２電位差Ｖ_Bを検出する。すなわち、
ＩＹ⁺端子を電源Ｖ_CCと接続してＹ座標抵抗板９のＹ＋
側電極９ａに基準検出電圧Ｖ_CCを印加し、ＯＸ^-入出力
端子を接地端子と接続してＸ座標抵抗板８のＸ−側電極
８ｂをＧＮＤレベルとしている。また、ＩＸ⁺、ＯＹ^-入
出力端子は、スイッチ４、７によりそれぞれＡ／Ｄコン
バータ２の入力端子ＡＤ１、ＡＤ３に接続し、Ｘ座標抵
抗板８のＸ＋側電極８ａとＹ座標抵抗板９のＹ−側電極
９ｂの電位を検出するようにしている。

【０１０５】図４は、図３の感圧式３次元タブレット１
０の等価回路図である。同図のように、Ｘ座標抵抗板８
の押圧位置Ｐ（ｘ_p、ｙ_p）が押圧されていると、Ｙ＋側
電極９ａからＹ座標抵抗板９、押圧位置（接触位置）の
接触抵抗Ｒ_P、Ｘ座標抵抗板８を経由してＸ−側電極８
ａに電流ｉ_t´が流れる。ＩＸ⁺、ＯＹ^-入出力端子に
は、それぞれＡ／Ｄコンバータ２が接続されているの
で、これらの方向に流れる微小電流を無視すれば、Ｙ座
標抵抗板９、接触抵抗Ｒ_P、Ｘ座標抵抗板８に等しい電
流ｉｔ´が流れ、接触抵抗Ｒ_P両端の第２電位差Ｖ_Bは、
ＯＹ^-、ＩＸ⁺入出力端子間の電位差、すなわちＡ／Ｄコ
ンバータ２の入力端子ＡＤ３とＡＤ１で検出する電位Ｙ
_G、Ｘ_Rの差で求めることができる。

【０１０６】図のように、接触位置（ｘ_p、ｙ_p）からＸ
−側電極８ｂまでの抵抗値をＸ₂、接触位置からＹ＋側
電極９ａまでの抵抗値をＹ₁とすると、この第２電位差
Ｖ_Bは、

【０１０７】

【数２７】

【０１０８】と表すことができる。

【０１０９】Ａ₁を、

【０１１０】

【数２８】

【０１１１】とおくと、上記（１）（２）式から（３）
式は、

【０１１２】

【数２９】

【０１１３】と変形することができる。

【０１１４】Ｘ₁＋Ｘ₂は、Ｘ＋側電極８ａとＸ−側電極
８ｂ間の抵抗値Ｘであり、また、Ｙ₁＋Ｙ₂は、Ｙ＋側電
極９ａとＹ−側電極９ｂ間の抵抗値Ｙであるから、
（８）式は、Ｘ₁＋Ｘ₂＝Ｘ、Ｙ₁＋Ｙ₂＝Ｙから、

【０１１５】

【数３０】

【０１１６】となり、接触抵抗値ｒ_Pを第１電位差Ｖ_Aと
第２電位差Ｖ_Bの関数で表すことができる。この（４）
式において抵抗値Ｘと抵抗値Ｙは抵抗板８、９により定
まる定数であり、また、基準検出電圧Ｖ_CCも既知の定数
であることから、（４）式を用いてＣＰＵ１は、上記の
ように検出した第１電位差Ｖ_Aと第２電位差Ｖ_Bから接触
抵抗値ｒ_Pを算出する。上記（４）式は、抵抗板の接触
位置（ｘ_p、ｙ_p）による変数を含まないので、接触抵抗
値ｒ_Pを、抵抗板の接触位置（ｘ_p、ｙ_p）に影響される
ことのなく検出することができる。すなわち、接触抵抗
値ｒ_Pを抵抗板の押圧位置に依存しないタブレットの押
圧操作を表す独立のパラメータとして検出することがで
きる。

【０１１７】接触位置（ｘ_p、ｙ_p）での接触抵抗値ｒ_P
を検出すると、感圧式３次元タブレット１０は、Ｘ、Ｙ
座標検出モードに移行し、接触位置のＸ座標とＹ座標を
検出する。

【０１１８】Ｘ、Ｙ座標検出モードにおいては、Ｘ座標
抵抗板８とＹ座標抵抗板９に交互に電位勾配を形成し
て、押圧位置（接触位置）ＰのＸ、Ｙ座標を検出する。

【０１１９】図５は、Ｘ座標を検出するため、タブレッ
ト１０をＸ座標検出モードとして、Ｘ座標抵抗板８に電
位勾配を形成した状態の感圧式３次元タブレットを示し
ている。すなわち、電子スイッチ４によりＩＸ⁺入力端
子を電源Ｖ_CCと接続し、ＩＸ⁺入力端子からＸ座標抵抗
板８のＸ＋側電極８ａに基準検出電圧Ｖ_CCを印加すると
ともに、ＯＸ^-入出力端子を電子スイッチ５により接地
させて、Ｘ座標抵抗板８の他方のＸ−側電極８ｂを接地
し、Ｘ座標抵抗板８に均一な傾きの電位勾配を形成して
いる。また、Ｙ座標抵抗板９は、Ｙ−側電極９ｂと接続
するＯＹ^-入出力端子を電子スイッチ７によりオフと
し、Ｘ座標抵抗板８との接触位置からＹ座標抵抗板９に
電流が流れないようにするとともに、ＩＹ⁺入出力端子
を電子スイッチ６によりＡ／Ｄコンバータ２の入力端子
ＡＤ３に接続し、Ｙ座標抵抗板９のＹ＋側電極９ａから
押圧位置Ｐの電位を検出するようにしている。

【０１２０】そして、この入力端子ＡＤ３で検出した電
位Ｖ_xPから接触位置ＰのＸ座標（ｘ_P）を、ＣＰＵ１で
計算して検出する。Ｘ座標抵抗板８は、均一な抵抗層で
形成されているので、Ｖ_xP÷Ｖ_CCは、Ｘ＋側電極８ａと
Ｘ−側電極８ｂとの間隔に対するＸ−側電極８ｂから接
触位置Ｐまでの距離の比を示している。従って、従来例
で説明した方法と同様に、この電位Ｖ_xPからＸ座標（ｘ
_P）を検出する。

【０１２１】Ｘ座標を検出した後、同様の方法で、タブ
レット１０をＹ座標検出モードとして、Ｙ座標を検出す
る。図６は、Ｙ座標検出モードにおいて、Ｙ座標抵抗板
９に電位勾配を形成した状態の感圧式３次元タブレット
を示している。

【０１２２】同図に示すように、電子スイッチ６、７の
動作により、Ｙ座標抵抗板９のＹ＋側電極９ａに基準検
出電圧Ｖ_CCを印加するとともに、他方のＹ−側電極９ｂ
を接地し、Ｙ座標抵抗板９に均一な傾きの電位勾配を形
成している。

【０１２３】また、電子スイッチ４、５の動作により、
Ｘ座標抵抗板８のＸ−側電極８ｂ端子をオフとし、Ｙ座
標抵抗板９との接触位置からＸ座標抵抗板８に電流が流
れないようにするとともに、Ｘ＋側電極８ａと接続する
ＩＸ⁺入出力端子をＡ／Ｄコンバータ２の入力端子ＡＤ
１に接続し、Ｘ＋側電極８ａから接触位置Ｐの電位を検
出するようにしている。

【０１２４】そしてＸ座標の検出と同様に、このモード
によってＹ座標抵抗板９に均一な電位勾配が形成される
ので、入力端子ＡＤ１で検出した電位Ｖ_yPから接触位置
ＰのＹ座標（ｙ_P）を、ＣＰＵ１で計算して検出する。

【０１２５】続いて、感圧式３次元タブレット１０を、
再び接触抵抗検出モードとする。ペンオンを検出した
後、接触抵抗検出モードにおいては、上述した方法で接
触抵抗値ｒ_Pを検出するが、検出した接触抵抗値ｒ_Pが一
定のペンオフしきい値を越えたときに、ペンオフ（抵抗
板への押圧が解除された）と判定する。すなわち、押圧
が解除され抵抗板８、９間の接触が断たれると、接触抵
抗値ｒ_Pは無限大まで上昇するのでペンオフしきい値を
越えたときに、ペンオフと判定することができる。ペン
オフと判定されたときには、抵抗板から指、ペン等が離
れたものと判断し、ペンオン検出の待機状態に復帰す
る。

【０１２６】一方、ペンオフと判定されない限り、感圧
式３次元タブレット１０は、上述の接触抵抗検出モード
とＸ、Ｙ座標検出モードを繰り返し、各モードで接触位
置ＰのＸ座標（ｘ_p）とＹ座標（ｙ_p）と接触抵抗値ｒ_P
を検出する。

【０１２７】ＣＰＵ１では、検出したＸ座標（ｘ_p）と
Ｙ座標（ｙ_p）と接触抵抗値ｒ_Pをもとにタブレット操作
データを生成する。この生成においては、繰り返して検
出された複数の接触抵抗値ｒ_P等の各検出データから異
常値を除き、必要に応じて所定の定数が乗じられてタブ
レット操作データとされる。タブレット操作データは、
図示しない出力ポートから、所定の周期でパーソナルコ
ンピュータなどの被制御機器に出力される。

【０１２８】このタブレット操作データに含まれる接触
位置ＰのＸ座標（ｘ_p）とＹ座標（ｙ_p）と接触抵抗値ｒ
_Pは、それぞれ抵抗板の押圧操作を表す独立したパラメ
ータであるから、タブレット操作を独立した３次元のデ
ータとして出力できる。この内、接触抵抗値ｒ_Pは、抵
抗板の押圧を強めたり、押圧位置での接触面積を狭くし
て単位接触面積当たりの押圧力を上げることによって低
下する。従って、抵抗板の押圧位置を変えながら、その
押圧力を変化させることによって、タブレット操作に応
じた連続的に変化する３次元のデータを入力することが
できる。

【０１２９】上記第１の実施の形態においては、第１電
位差Ｖ_Aと第２電位差Ｖ_Bで接触抵抗値ｒ_Pを表した関数
である（４）式を用いて、接触抵抗値ｒ_Pを算出するも
のであるがこれに限るものではない。

【０１３０】以下、第１電位差Ｖ_Aと第２電位差Ｖ_Bから
他の方法で接触抵抗値ｒ_Pを算出する第２の実施の形態
を説明する。

【０１３１】Ａ₂を、

【０１３２】

【数３１】

【０１３３】とおくと、上記（１）（２）式とＸ₁＋Ｘ₂
＝Ｘ、Ｙ₁＋Ｙ₂＝Ｙから、（５）式は、

【０１３４】

【数３２】

【０１３５】と変形することができる。この（６）式を
接触抵抗値ｒ_Pについて解くと、

【０１３６】

【数３３】

【０１３７】となる。ここで、（２−Ａ₂／Ｖ_CC）を
ａ、（１−Ａ₂／Ｖ_CC）（Ｘ＋Ｙ）をｂ、−Ａ₂／Ｖ
_CC（Ｘ₁＋Ｙ₂）（Ｘ₂＋Ｙ₁）をｃとおけば、−４ａｃ〉
０であることから（ｂ²−４ａｃ）^1/2は、ｂより大きい
正の値となる。一方、ａは正で、接触抵抗値ｒ_Pは正の
値でなければならないので、ｂの値にかかわらず接触抵
抗値ｒ_Pは、

【０１３８】

【数３４】

【０１３９】と、第１電位差Ｖ_Aと第２電位差Ｖ_Bの関数
によって表すことができる。

【０１４０】（９）式において、Ｘ＋側電極８ａとＸ−
側電極８ｂ間の抵抗値Ｘと、Ｙ＋側電極９ａとＹ−側電
極９ｂ間の抵抗値Ｙと、基準検出電圧Ｖ_CCは、既知の定
数であり、ｃに含まれるＸ₁、Ｘ₂、Ｙ₂、Ｙ₁は、接触位
置から各電極までの抵抗値で、ＸＹ座標検出モードで検
出した押圧位置より求めることができるので、（６）式
を変形した（９）式に上記各数値と接触抵抗検出モード
で検出した第１電位差Ｖ_Aと第２電位差Ｖ_Bを代入して、
ＣＰＵ１で接触抵抗値ｒ_Pを算出することができる。こ
の接触抵抗値ｒ_Pの検出方法の他は第１の実施例と同一
であるので、その説明を省略する。

【０１４１】この第２の実施の形態においては、（９）
式に上記各数値を代入して接触抵抗値ｒ_Pを求めるもの
であるが、複雑な計算を要するためＣＰＵ１の負荷が大
きく、ＣＰＵ１の処理能力によっては、短い周期でタブ
レット操作データを連続出力することが困難となる場合
がある。

【０１４２】第３の実施の形態は、この問題を解決する
もので、接触抵抗値ｒ_Pとほぼ同様に変化する疑似接触
抵抗値ｒ_P´を求めて、この疑似接触抵抗値ｒ_P´をタブ
レット操作データに含めて出力するものである。

【０１４３】この第３の実施の形態では、予め等しい押
圧力でＸ座標抵抗板８の各位置を押圧し、各接触位置
（ｘ、ｙ）毎に第１電位差Ｖ_Aと第２電位差Ｖ_Bを検出し
て

【０１４４】

【数３５】

【０１４５】を求め、接触位置（ｘ、ｙ）と、その接触
位置（ｘ、ｙ）でのＡ₂の値Ａ₂（ｘ、ｙ）の関係を示し
たテーブルＴ（ｘ、ｙ）を作成しておく。

【０１４６】図７は、このようにして作成したテーブル
Ｔ（ｘ、ｙ）の一例を示すもので、抵抗板８、９の中心
を押圧するほどＡ₂の値が小さくなり、測定誤差はある
ものの概ね、周囲に近づいた位置を押圧するほど大きく
なることが分かる。すなわち、テーブルＴ（ｘ、ｙ）
は、接触抵抗値ｒ_Pが一定で接触位置（ｘ、ｙ）により
変化するＡ₂の値を示していて、接触位置（ｘ、ｙ）と
Ａ₂の関係は（６）式から明らかなように、接触位置が
中心に近く（Ｘ₁＋Ｙ₂）（Ｘ₂＋Ｙ₁）が大きくなるとＡ
₂が小さくなり、逆に接触位置が偏って（Ｘ₁＋Ｙ₂）
（Ｘ₂＋Ｙ₁）が小さくなれば、Ａ₂は大きくなるもので
ある。このテーブルＴ（ｘ、ｙ）は、ＣＰＵ１と接続す
る図示しない記憶部に記憶される。

【０１４７】タブレット操作データとして疑似接触抵抗
値ｒ_P´を検出する場合には、上記接触抵抗検出モード
で接触位置（ｘ_p、ｙ_p）での第１電位差Ｖ_Aと第２電位
差Ｖ_Bを検出した後、（６）式を用いて接触位置（ｘ_p、
ｙ_p）でのＡ₂（ｘ_p、ｙ_p）を算出する。そしてテーブル
Ｔ（ｘ、ｙ）を参照して、接触位置（ｘ_p、ｙ_p）でのテ
ーブルＴ（ｘ、ｙ）の値Ｔ（ｘ_p、ｙ_p）を前記記憶部か
ら読み出し、ＣＰＵ１で

【０１４８】

【数３６】

【０１４９】によって疑似接触抵抗値ｒ_P´を算出す
る。

【０１５０】このテーブルＴ（ｘ、ｙ）を用いて求めた
Ｔ（ｘ_p、ｙ_p）とＡ₂（ｘ_p、ｙ_p）との差は、接触位置
（ｘ_p、ｙ_p）による影響が消去されたものとなり、接触
位置（ｘ_p、ｙ_p）での接触抵抗値ｒ_Pに近似した値を示
すこととなる。

【０１５１】従って、（７）式で算出した疑似接触抵抗
値ｒ_P´は、接触抵抗値ｒ_Pに近似した値となり、タブレ
ットの押圧力を示す操作データとして用いても支障な
く、接触位置のＸＹ座標と疑似接触抵抗値ｒ_P´をタブ
レット操作データとして出力する。

【０１５２】この第３の実施の形態によれば、ＸＹ座標
検出モードで検出した接触位置の座標（ｘ_p、ｙ_p）から
Ａ₂（ｘ_p、ｙ_p）を呼び出し、（７）式に示す簡単な計
算でタブレットの押圧力を示す疑似接触抵抗値ｒ_P´を
検出することができるので、高速処理が可能となる。

【０１５３】本発明は、上記実施の形態に限らず、種々
の変更が可能である。

【０１５４】例えば、感圧型３次元タブレットは、Ｘ＋
側電極８ａとＸ−側電極８ｂ、Ｙ＋側電極９ａとＹ−側
電極９ｂを補助電極として、これらの電極の外側に平行
にそれぞれ主電極であるＸ印加電極８ｃとＸ接地電極８
ｄ、Ｙ印加電極９ｃとＹ接地電極９ｄを配設し、Ｘ印加
電極８ｃ又はＹ印加電極９ｃに選択的に基準電圧を印加
し、Ｘ接地電極８ｄ又はＹ接地電極９ｄを選択的に接地
するものであってもよい。

【０１５５】図８は、この第４の実施の形態に係る感圧
式３次元タブレット２０の等価回路図を示すもので、上
述の第１実施の形態と同一の構成については、同一の符
号を付してその説明を省略する。

【０１５６】感圧式３次元タブレット２０の接触抵抗検
出モードにおいては、所定の電圧Ｖ_SをＸ印加電極８ｃ
に印加するとともにＹ^-電極９ｄを接地して、接触抵抗
Ｒ_Pの両端の第１電位差Ｖ_Aを検出した後、所定の電圧Ｖ
_S´をＹ印加電極９ｃに印加するとともにＸ^-電極８ｄを
接地して、第２電位差Ｖ_Bを検出する。

【０１５７】この第１電位差Ｖ_Aを検出するときのＩＸ⁺
電極８ａ、ＯＹ^-電極９ｂ間の電圧と、第２電位差Ｖ_Bを
検出するときのＩＹ⁺電極９ａ、ＯＸ^-電極８ｂ間の電圧
が等しい基準検出電圧Ｖ_CCとなるように印加する電圧Ｖ
_S、Ｖ_S´を調整すれば、ＩＸ⁺電極８ａとＩＹ⁺電極９ａ
に選択的に基準検出電圧Ｖ_CCを印加し、他方の抵抗板の
ＯＹ^-電極９ｂ若しくはＯＸ^-電極８ｂを接地した上記実
施の形態の回路と等価となるので、上記第１乃至第３の
実施の形態で説明したと同様に接触抵抗値ｒ_Pを検出す
ることができる。

【０１５８】また、以上の実施の形態においては、ＣＰ
Ｕ１にＡＤコンバータ２を内蔵した例で説明したが、少
なくとも３カ所の電位を読み取ることができるものであ
れば、ＡＤコンバータ２とＣＰＵ１は、別部品であって
もよく、また、２以上のＡＤコンバータ２を用いてもよ
い。

【０１５９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来の感圧式タブレットの構成を変えることなく、抵抗
板への電圧印加方法を変えるだけで、押圧位置の接触抵
抗ｒ_P（若しくは疑似接触抵抗値ｒ_P´）を検出すること
ができ、押圧位置を示す接触位置のＸ、Ｙ座標とともに
タブレットの押圧操作に関するタブレット操作データを
３次元で出力することができる。

【０１６０】特に、請求項２、３、５、６の発明によれ
ば、抵抗板の押圧位置（ｘ_p、ｙ_p）の影響を受けずに、
押圧位置での接触抵抗値ｒ_Pを検出することができる。

【０１６１】従って、抵抗板が押圧されたときの抵抗板
の接触位置のＸ座標（ｘ_p）とＹ座標（ｙ_p）と接触抵抗
値ｒ_Pとを、３次元の独立したパラメータとして検出す
ることができ、抵抗板の押圧位置（ｘ_p、ｙ_p）と押圧位
置での押圧力、押圧面積等を変えたタブレット操作によ
り、３次元のデータをパーソナルコンピュータなどの被
制御機器へ出力することができる。

【０１６２】Ｘ座標（ｘ_p）とＹ座標（ｙ_p）と接触抵抗
値ｒ_Pは、それぞれ抵抗板上を押圧移動しながらその押
圧力を変えることによって、連続的に変化させることが
できるので、３次元のデータ入力を一つの動作の中で行
うことができ、３次元表示された画像において、奥行き
（Ｚ）方向の移動制御を同時に行うことができる。

【０１６３】また、この３次元のデータ入力に別の入力
装置を併用する必要がないので、装置全体が大型、複雑
化することがなく、操作性にも優れたものとなる。

【０１６４】更に、請求項２と請求項５の発明によれ
ば、接触抵抗値ｒ_Pの検出に接触位置の座標（ｘ_p、
ｙ_p）を要しないので、接触位置の座標検出を行わなく
ても、若しくは、接触位置の座標検出の前に、接触抵抗
値ｒ_Pを検出することができる。

【０１６５】また、請求項７の発明によれば、接触抵抗
値ｒ_Pとほぼ同様に変化する疑似接触抵抗値ｒ_P´を求め
て、接触位置の座標とともにタブレット操作データと
し、抵抗板の押圧位置（ｘ_p、ｙ_p）の影響を受けずに、
押圧位置での疑似接触抵抗値ｒ_P´を検出することがで
きる。

【０１６６】従って、上記請求項２、３、５、６の発明
と同様に、抵抗板が押圧されたときの抵抗板の接触位置
のＸ座標（ｘ_p）とＹ座標（ｙ_p）と疑似接触抵抗値ｒ_P
´とを、３次元の独立したパラメータとして検出するこ
とができ、抵抗板の押圧位置（ｘ_p、ｙ_p）と押圧位置で
の押圧力、押圧面積等を変えたタブレット操作により、
３次元のデータをパーソナルコンピュータなどの被制御
機器へ出力することができる。しかも、この疑似接触抵
抗値ｒ_P´は、簡単な計算で求めることができるので、
ＣＰＵ１による高速処理が可能となり、途切れのないタ
ブレット操作データを出力することができる。

【０１６７】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る感圧式３次元タブレットの接触抵
抗検出モードの最初の基準電圧印加状態を示す回路図で
ある。

【図２】接触抵抗検出モードにおける図１の等価回路図
である。

【図３】本発明に係る感圧式３次元タブレットの接触抵
抗検出モードの異なる基準電圧印加状態を示す回路図で
ある。

【図４】接触抵抗検出モードにおける図３の等価回路図
である。

【図５】感圧式３次元タブレットのＸ座標検出モードを
示す回路図である。

【図６】感圧式３次元タブレットのＹ座標検出モードを
示す回路図である。

【図７】接触位置（ｘ、ｙ）と、その接触位置（ｘ、
ｙ）でのＡ₂の値Ａ₂（ｘ、ｙ）の関係を示したテーブル
Ｔ（ｘ、ｙ）を示す説明図である。

【図８】本発明の第４の実施の形態に係る感圧式３次元
タブレット２０の回路図である。

【図９】従来の感圧式タブレット１００を示す回路図で
ある。

【図１０】接触抵抗値ｒ_Pを検出できる感圧式タブレッ
ト１２０を示す回路図である。

【符号の説明】

８ Ｘ座標抵抗板 ８ａ Ｘ＋側電極 ８ｂ Ｘ−側電極 ９ Ｙ座標抵抗板 ９ａ Ｙ＋側電極 ９ｂ Ｙ−側電極 ｒ_P 接触抵抗値 ｒ_P´ 疑似接触抵抗値 Ｔ（ｘ、ｙ） テーブル Ｖ_CC 基準検出電圧 Ｖ_A、 第１電位差 Ｖ_B、 第２電位差 ｘ_p 接触位置のＸ座標 ｙ_p 接触位置でＹ座標 Ｖ_xp、Ｖ_yp 接触位置の電位

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｘ方向の両端の２辺に沿ってそれぞれＸ
   ＋側電極（８ａ）とＸ−側電極（８ｂ）が形成されたＸ
   座標抵抗板（８）と、 Ｘ方向と直交するＹ方向の両端の２辺に沿ってそれぞれ
   Ｙ＋側電極（９ａ）とＹ−側電極（９ｂ）が形成され、
   Ｘ座標抵抗板（８）と僅かな絶縁空隙をもって重合する
   Ｙ座標抵抗板（９）と、 Ｘ＋側電極（８ａ）とＹ＋側電極（９ａ）のいずれかに
   選択的に基準検出電圧Ｖ_CCを印加する基準電圧印加手段
   と、 Ｘ−側電極（８ｂ）とＹ−側電極（９ｂ）のいずれかを
   選択的に接地する接地手段とを備え、 Ｘ＋側電極（８ａ）に基準検出電圧Ｖ_CCを印加するとと
   もにＸ−側電極（８ｂ）を接地してＸ座標抵抗板（８）
   に均一な電位勾配を形成し、Ｙ座標抵抗板（９）を介し
   て、Ｘ座標抵抗板（８）とＹ座標抵抗板（９）の接触位
   置（ｘ_p、ｙ_p）での電位Ｖ_xpを読み取り、該電位Ｖ_xpか
   ら接触位置のＸ座標（ｘ_p）を検出するＸ座標検出モー
   ドと、 Ｙ＋側電極（９ａ）に基準検出電圧Ｖ_CCを印加するとと
   もにＹ−側電極（９ｂ）を接地してＹ座標抵抗板（９）
   に均一な電位勾配を形成し、Ｘ座標抵抗板（８）を介し
   て、Ｘ座標抵抗板（８）とＹ座標抵抗板（９）の接触位
   置（ｘ_p、ｙ_p）での電位Ｖ_ypを読み取り、該電位Ｖ_ypか
   ら接触位置のＹ座標（ｙ_p）を検出するＹ座標検出モー
   ドと、 Ｘ＋側電極（８ａ）に基準検出電圧Ｖ_CCを印加するとと
   もに、Ｙ−側電極（９ｂ）を接地し、Ｘ−側電極（８
   ｂ）とＹ＋側電極（９ａ）の各電位を読み取り、接触位
   置（ｘ_p、ｙ_p）におけるＸ座標抵抗板（８）とＹ座標抵
   抗板（９）間の第１電位差Ｖ_Aを検出し、 Ｙ＋側電極（９ａ）に基準検出電圧Ｖ_CCを印加するとと
   もに、Ｘ−側電極（８ｂ）を接地し、Ｙ−側電極（９
   ｂ）とＸ＋側電極（８ａ）の各電位を読み取り、接触位
   置（ｘ_p、ｙ_p）におけるＸ座標抵抗板（８）とＹ座標抵
   抗板（９）間の第２電位差Ｖ_Bを検出し、 第１電位差Ｖ_Aと第２電位差Ｖ_Bで接触抵抗値ｒ_Pを表し
   た関数から、接触位置での接触抵抗値ｒ_Pを算出する接
   触抵抗検出モードとにより、 接触位置のＸ座標（ｘ_p）とＹ座標（ｙ_p）と接触抵抗値
   ｒ_Pを検出し、 検出したＸ座標（ｘ_p）とＹ座標（ｙ_p）と接触抵抗値ｒ
   _Pによってタブレット操作データを出力することを特徴
   とする感圧式３次元タブレット。
2. 【請求項２】 Ｘ＋側電極（８ａ）とＸ−側電極（８
   ｂ）間の抵抗値をＸ、Ｙ＋側電極（９ａ）とＹ−側電極
   （９ｂ）間の抵抗値をＹ、Ｖ_A＊Ｖ_B／（Ｖ_A＋Ｖ_B）をＡ
   ₁としたときに、接触抵抗値ｒ_Pを、 【数１】 から算出することを特徴とする請求項１記載の感圧式３
   次元タブレット。
3. 【請求項３】 Ｘ＋側電極（８ａ）とＸ−側電極（８
   ｂ）間の抵抗値をＸ、Ｙ＋側電極（９ａ）とＹ−側電極
   （９ｂ）間の抵抗値をＹ、接触位置からＸ＋側電極（８
   ａ）までの抵抗値をＸ₁、接触位置からＸ−側電極（８
   ｂ）までの抵抗値をＸ₂、接触位置からＹ＋側電極（９
   ａ）までの抵抗値をＹ₁、接触位置からＹ−側電極（９
   ｂ）までの抵抗値をＹ₂、Ｖ_A＋Ｖ_BをＡ₂としたときに、
   接触抵抗値ｒ_Pを、 【数２】 から算出することを特徴とする請求項１記載の感圧式３
   次元タブレット。
4. 【請求項４】 僅かな絶縁空隙をもって重合したＸ座標
   抵抗板（８）とＹ座標抵抗板（９）からなるタブレット
   の一方の抵抗板を押圧操作して他方の抵抗板に接触させ
   たときに、 Ｘ座標抵抗板（８）に均一な電位勾配を形成して、Ｙ座
   標抵抗板（９）との接触位置（ｘ_p、ｙ_p）での電位Ｖ_xp
   から接触位置のＸ座標（ｘ_p）を検出し、 Ｙ座標抵抗板（９）に均一な電位勾配を形成して、Ｘ座
   標抵抗板（８）との接触位置（ｘ_p、ｙ_p）での電位Ｖ_yp
   から接触位置のＹ座標（ｙ_p）を検出し、 Ｘ座標抵抗板（８）のＸ＋側電極（８ａ）に基準検出電
   圧Ｖ_CCを印加するとともにＹ座標抵抗板（９）のＹ−側
   電極（９ｂ）を接地したときの、接触位置（ｘ_p、ｙ_p）
   での抵抗板間の電位差を第１電位差Ｖ_Aと、Ｙ座標抵抗
   板（９）のＹ＋側電極（９ａ）に基準検出電圧Ｖ_CCを印
   加するとともに他方のＸ座標抵抗板（８）のＸ−側電極
   （８ｂ）を接地したときの、接触位置（ｘ_p、ｙ_p）での
   抵抗板間の電位差を第２電位差Ｖ_Bとしたときに、接触
   位置での接触抵抗値ｒ_Pを、第１電位差Ｖ_Aと第２電位差
   Ｖ_Bで接触抵抗値ｒ_Pを表した関数から算出し、 接触位置（ｘ_p、ｙ_p）のＸ座標（ｘ_p）とＹ座標（ｙ_p）
   と接触抵抗値ｒ_Pとをタブレット操作データとして検出
   することを特徴とする感圧式３次元タブレットの操作デ
   ータ検出方法。
5. 【請求項５】 Ｘ座標抵抗板（８）のＸ方向の抵抗値を
   Ｘ、Ｙ座標抵抗板（９）のＹ方向の抵抗値をＹ、Ｖ_A＊
   Ｖ_B／（Ｖ_A＋Ｖ_B）をＡ₁としたときに、接触抵抗値ｒ_P
   を、 【数３】 から算出することを特徴とする請求項４記載の感圧式３
   次元タブレットの操作データ検出方法。
6. 【請求項６】 Ｘ座標抵抗板（８）のＸ方向の抵抗値を
   Ｘ、Ｙ座標抵抗板（９）のＹ方向の抵抗値をＹ、接触位
   置（ｘ_p、ｙ_p）からＸ＋側電極（８ａ）までの抵抗値を
   Ｘ₁、接触位置（ｘ_p、ｙ_p）からＸ−側電極（８ｂ）ま
   での抵抗値をＸ₂、接触位置（ｘ_p、ｙ_p）からＹ＋側電
   極（９ａ）までの抵抗値をＹ₁、接触位置（ｘ_p、ｙ_p）
   からＹ−側電極（９ｂ）までの抵抗値をＹ₂、Ｖ_A＋Ｖ_B
   をＡ₂としたときに、接触抵抗値ｒ_Pを、 【数４】 から算出することを特徴とする請求項４記載の感圧式３
   次元タブレットの操作データ検出方法。
7. 【請求項７】 僅かな絶縁空隙をもって重合したＸ座標
   抵抗板（８）とＹ座標抵抗板（９）からなるタブレット
   の一方の抵抗板を押圧操作して他方の抵抗板に接触させ
   たときに、 Ｘ座標抵抗板（８）に均一な電位勾配を形成して、Ｙ座
   標抵抗板（９）との接触位置（ｘ_p、ｙ_p）での電位Ｖ_xp
   から接触位置のＸ座標（ｘ_p）を検出し、 Ｙ座標抵抗板（９）に均一な電位勾配を形成して、Ｘ座
   標抵抗板（８）との接触位置（ｘ_p、ｙ_p）での電位Ｖ_yp
   から接触位置のＹ座標（ｙ_p）を検出し、 Ｘ座標抵抗板（８）のＸ＋側電極（８ａ）に基準検出電
   圧Ｖ_CCを印加するとともにＹ座標抵抗板（９）のＹ−側
   電極（９ｂ）を接地したときの、接触位置（ｘ_p、ｙ_p）
   での抵抗板間の第１電位差Ｖ_Aを検出し、 Ｙ座標抵抗板（９）のＹ＋側電極（９ａ）に基準検出電
   圧Ｖ_CCを印加するとともに他方のＸ座標抵抗板（８）の
   Ｘ−側電極（８ｂ）を接地したときの、接触位置
   （ｘ_p、ｙ_p）での抵抗板間の第２電位差Ｖ_Bを検出し、 接触位置（ｘ、ｙ）でのＶ_A＋Ｖ_BをＡ₂（ｘ、ｙ）とし
   て、等しい押圧力でタブレットの各位置を押圧したとき
   のタブレットシートの各接触位置（ｘ、ｙ）とその接触
   位置（ｘ、ｙ）でのＡ₂（ｘ、ｙ）との関係を示したテ
   ーブルＴ（ｘ、ｙ）を用いて接触位置（ｘ_p、ｙ_p）での
   疑似接触抵抗値ｒ_P´を、 【数５】 によって算出し、 接触位置（ｘ_p、ｙ_p）のＸ座標（ｘ_p）とＹ座標（ｙ_p）
   と疑似接触抵抗値ｒ_P´とをタブレット操作データとし
   て検出することを特徴とする感圧式３次元タブレットの
   操作データ検出方法。