JPS586966B2 - 容量結合タブレット - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本明発は一般的にキーボード装置に関し、特に詳しくい
えば、その表面に多数のキーセグメントを有し、各キー
セグメントが互いに独立のキーとして作動するようにな
っている容量結合タブレットに関する。

タブレット上を動くプローブの座標位置を逐次的にデジ
タル化する装置は、アメリカ特許Ｎｏ．３５６７８５９
から知られているが、これと類似の動作原理をもつキー
ボード装置が注目されてきた。

このキーボード装置においては、タブレットの書き込み
面となる表面の予め決められた位置に表示された多数の
キャラクタまたは商品などのキーワードの一つをプロー
プによって指示すると、そのキーワードに対応する特定
のデジタル信号を出力する。

このような用途のタブレットは、座標軸に沿って比較的
大きい間隔をもって格子状に配置された２組の帯状の導
体群を内部に有し、その表面には多数のキーワードを表
示するキーセグメントが形成されている。

このキーセグメントの各各は、その内部を各組の導体群
の一つが通過するように各１個の格子点を包囲する位置
にあり、各キーセグメント内は共通のアドレスを有する
。

この場合、タブレットの表面に着脱自在に変換できるよ
うにオーバーレイを配置し、このオーバーレイにキーセ
グメントを区画することが知られている。

オーバーレイはときには複数枚を重ねて使用することも
ある。

一方の組の導体群は順次パルス的に付勢され、それにつ
づいて他方の組の導体群が同様にパルス化される。

プローブが所望のキーワードを表示するキーセグメント
を指示すると、このグローブは該セグメント内を通過す
る各組の導体と容量結合し、一方の組の導体につづいて
他方の組の導体からそれぞれ所定のタイミングのパルス
をピックアップする。

こうして感知された２つのパルスのそれぞれのタイミン
グに基づき、プローブが指示する特定のキーセグメント
の座標位置を表わす特定のアドレスを生成する。

前記したようなタブレットにおいては、特定のキーセグ
メントを指示するプロープは、その特定のキーセグメン
ト内を通過する各組の導体がパルス化されたときに最大
パルスをピックアップするが、これと隣接するキーセグ
メント内を通過する同じ組の前後の導体がパルス化され
たときにもクロストークとなるパルスをピックアップす
る。

したがって、このキーボード装置では、それらのパルス
シーケンス中の最大振幅パルスのみを検出する一定の閾
値を有するピークデテクタまたはスライサを設けること
が普通である。

この場合、ピークデテクタあるいはスライサがより正常
に作動するようにクロストークを正規のパルスに比べて
相対的に小さくするため、この出願人の所有するアメリ
カ特許４３９７４３３２では、各キーセグメントに対応
するアパチュアを有する導電材料のシールド層を２組の
導体群の上にかぶせるように配置することが提案されて
いる。

他方、タブレット内部の一方の組の導体群は、誘電体層
を介して他方の組の導体群の反対側に配置されるため、
そのタブレットの表面に近い上方の組の導体群に対する
下方の組の導体群の各々は、各セグメント内において広
い面積を占有し、それによって下方導体のパルスの強さ
が増強され、プローブとの間の上方導体より大きい距離
による損失と、この上方導体のしゃ蔽による損失とを補
償している。

しかしながら、このタブレットにはまだ解決しなければ
ならない課題が残されている。

すなわち、各キーセグメントはキーワードを明確に表示
することができる十分に大きい面積（たとえば、キャラ
クタを表示するときは６ｍ／ｍ×６ｍ／ｍ、商品名を表
示するときは６ｍ／ｍ×２４ｍ／ｍ）を有していること
が望しく、また、その広いセグメント内のどのポジショ
ンにプローブが指示されても該プローブが所定のパルス
をピックアップするように作ることが便利であるが、従
来のタブレットでは、このようにすると、該セグメント
内の異なるポジションから得られるパルス間に大きなレ
ベル差が生ずるため、何枚かのオーバーレイを重ねて使
用する場合には、その低レベルのパルスをクロストーク
と識別できなくなる危険をもっていることである。

すなわち、タブレット表面に重ねられるオーバーレイの
数が増えるとプローブと各組の導体との間に大きな伝送
損失が生ずるため、そのプローブの感知するパルスのレ
ベルが相対的に低下し、前述の低レベルのパルスは閾値
に達しないことがあるからである。

この原因は、キーセグメントの面積を１００とすると、
このキーセグメント内に占める上方導体と下方導体の有
効面積は、前述の下方導体の伝送損失を補償することを
考慮すると、それは大体において最大でも４０％および
６０％にしかできないからである。

各組の導体をキーセグメント内に有効に配置するため、
特公昭５２−４４１４では、下方導体をキーセグメント
内に一面に配置し、その上に孔またはスリットを有する
上方導体を均一に分布させることが提案されている。

しかしながら、キーセグメントに対する上方導体と下方
導体の占める割合は変化ないから、そのセグメント内の
異なるポジション間では依然としてレベル差が生ずる。

また、このタブレットでは、下方の組の導体間のスペー
スが上方組より小さくなるため、下方組の導体間におけ
るクロストークが大きくなる。

この欠点を避けるためには、下方組の導体を十分に隔離
すればよいが、そうするとキーセグメント間にデットス
ペースが広くなる。

他方、この出願人の提案による特開昭５１−１０４２２
１では、各組の導体群がそれぞれ絶縁被覆を有するワイ
ヤからなり、これが織物状に織成され、各セグメント内
には各組とも同じタイミングで付勢される複数の導体が
配置されるようにすることが提案されている。

このタブレットでは、キーセグメント内の各組の導体は
交代的に上下に配置されるため、そのセグメントの面積
に対して各組の導体は５０％づつの面積を占めることが
でき、また、緻密な平織組織ならば、該キーセグメント
内の異なるポジションからピックアップするパルス間の
レベル差をかなり小さくできるが、これは構造的に複雑
で製作上やっかいな問題を含んでいる。

したがって、本発明の目的は、多数のキーセグメントを
有し、各キーセグメント内のどのポジションからもプロ
ーブが均一なレベルの特定のパルスをピックアップする
ことができる容量結合タブレットを提供しようとするに
ある。

また、本発明の目的は、特定のキーセグメントを指示す
るプローブが隣接するキーセグメントから受けるクロス
トークの影響をほとんど無視しえる程度に小さくするこ
とができる容量結合タブレットを提供しようとするにあ
る。

特に本発明の目的は、前述の目的を達成する構造的に簡
単で安価に製作することができる容量結合タブレットを
提供しようとするにある。

本発明の特徴を要約すれば、座標軸に沿って間隔をもっ
て格子状に配置された２組の導体群と、これらの導体群
の上にあって、その各格子点に関連して多数のキーセグ
メントを形成するオーバーレイとを備えた容量結合タブ
レットにおいて、前記２組の導体群と前記オーバーレイ
との間に前記キーセグメントの各々に対応する導電材料
からなる多数の電極板を設け、この電極板の各々が対応
するキーセグメント内を通過する各組の導体とそれぞれ
容量結合して、前記オーバーレイの上から特定のキーセ
グメントにプローブを当てた場合、このプローブが前記
電極板を介して前記各組の導体と容量結合するようにし
たことにある。

ここにおいては、前記２組の導体群はよく知られたよう
に誘電体層によって互いに絶縁され、その誘電体層を介
して一方の組の導体群は他方の組の導体群の互対側にあ
ってよい。

しかしながら、これらの導体群が特開昭５１−１０４２
２１で提案されたように織物状に織成されることを制限
するものではない。

前記電極板の各々は誘電体層によって前記２組の導体群
と電気的に絶縁される。

各組の導体群は公知の方法により順次パルス化されるが
、同じタイミングのパルスで付勢される複数の導体は同
一導体とみなすことができるから、この説明では便宜上
、単一導体として取扱っている。

本発明の望しい実施例によれば、各電極板は対応するキ
ーセグメントの領域のほぼ全体にわたって分布する広い
面積を有し、そのまわりにはクリアランスをもってシー
ルド層が配置される。

このシールド層はすでに述べたアメリカ特許Ｎｏ．３９
７４３３２で提案されたものと同様に導電材料からなり
かつ大地電位を与えられる。

各電極板とシールド層は、前記誘電体層の上に被覆され
た銅箔を化学的にエッチングすることにより、形成する
ことが可能である。

以下、本発明を添付図面に示された実施例にしたがって
さらに詳細に説明する。

第１図を参照すると、本発明によるタブレットは順次貼
り合わされた４つの誘電体層１，２，３および４を有し
ている。

第１の誘電体層１は比較的で厚いベースの役割をもって
いるが、この第１の誘電体層１と、その上にある第２の
誘電体層との間には、座標軸の一方の軸に沿う組の導体
群５が間隔をもって平行に配置されている。

そして、この第２の誘電体層２と、その上にある第３の
誘電体層３との間には、他方の軸に沿う組の導体群６が
間隔をもって平行に配置されている。

これらの２組の導体群５，６は、第２の誘電体層２の表
面と裏面に印刷配線によって形成できることはすでに知
られている。

また、これらの導体群５，６は公知のタブレットと同様
に一方の組の導体群が順次パルス化されると他方の組の
導体群が順次パルス化されるという様式によって繰返え
し付勢される。

第３の誘電体層３の上には、本発明の考えにしたがって
設けられた多数の電極板７とこれらの電極板７の各々を
クリアランスをもって包囲する多数のアパチュア８を有
するシールド層９とがある。

電極板７とシールド層９はともに導電材料からなつてい
るが、この電極板７はそれぞれ隔離されかつシールド層
９は導線１０によって接地されている。

各電極板７は、２組の導体群５，６の各格子点の上方に
位置決めされている。

すでに述べたとおり、これらの電極板７とシールド層９
は誘電体層２の上に被覆された銅箔を化学的にエッチン
グすることにより形成することができる。

この例によれば、第４の誘電体層４が電極板７とシール
ド層９とを被覆するように第３誘電体層３の上に配置さ
れ、該誘電体層４がタブレット表面を形成している。

この実施例では、タブレット表面の第４誘電体層４の上
には多数のキーセグメント１１を有する誘電体のオーバ
ーレイ１２が着脱自在に置かれる。

図面に示された例では、このオーバーレイ１２は合成樹
脂シートからなり、その表面に形成されたリセスがキー
セグメント１１となっている。

このキーセグメント１１の各々は電極板７の各々と対応
する位置を占めているが、そのセグメント内には特定の
キャラクタまたは商品名などのキーワードが書き込まれ
る。

この場合、オーバーレイ１２を透明材料からつくり、そ
のオーバーレイ１２とタブレット表面すなわち第４誘電
体層４との間にキーワードを印刷したペーパーをはさみ
込んでもよい。

これに関して、本発明では、合成樹脂シートのオーバー
レイ１２に代え、前記キーセグメント１１の大きさに相
当する区画線とキーワードとを印刷されたペーパーを使
用してもよい。

また、キーワードを変更する必要のない場合には、その
区画線とキーワードとをタブレット表面を形成する第４
誘電体層４に直接表示し、この誘電体層４がオーバーレ
イの役割を果すようにしてもよい。

本発明によるタブレットでは、前記したように２組の導
体群５，６の各格子点に対応する上方の位置にそれぞれ
電極板７が配置され、また、各電極板７に対応する上方
の位置にそれぞれオーバーレイ１２のキーセグメント１
１が配置されている。

この場合、各電極板７はシールド層９の各アパチュア８
内にあるから、オーバーレイ１２のキーセグメント１１
にプローブ（図示しない）が指示されると、このプロー
ブは該キーセグメント１１に対応する電極板７を介して
、その電極板７の下方にある各組の導体５，６と容量結
合する。

これから明らかなとおり、各キーセグメント１１に対応
する電極板７が該キーセグメント１１の領域のほぼ全体
に横たわっていれば、そのキーセグメント１１内のどの
ポジションにおけるプローブと電極板７との間の静電容
量も同一となるから、この電極板７と各組の導体群５，
６との間の静電容量が等しくなるようにすれば、本発明
の目的は達成することが理解されよう。

そこで、電極板７と各組の導体群５，６との間の静電容
量についてであるが、これについては、従来から知られ
た教示にしたがって、電極板７の面積内における下方導
体５が占める面積を上方導体６より多少大きく構成し、
その電極板７に対する上方導体６より大きい下方導体５
の伝送損失を補償すればよい。

この場合、各組の導体５，６は、従来のタブレットより
はるかに小さい面積であってよく、また、電極板７の中
心の下方において交叉していてよいから、各キーセグメ
ント１１内を通過する各組の導体は隣接するキーセグメ
ントの各組の導体と十分に大きいスペースをもつことが
できる。

また、電極板７の相互間には大地電位を有するシールド
層９が設けられているから、各電極板７は隣接する電極
板７のクロストークの影響を受けることなしにデットセ
ペースを小さくすることができる。

好適な実施例では、キーセグメント１１の大きさがシー
ルド層９のアパチュア８と一致し、そのアパチュア８内
にわずかなクリアランスをもって電極板７が設けられる
。

しかしながら、本明発によれば、第３誘電体層３と第４
誘電体層４との間に各電極板７を配置し、その第４誘電
体層４の上にシールド層９を設け、このシールド層９を
被覆する第５の誘電体層を第４誘電体層４の表面に追加
的に配置するように構成してもよい。

この場合には、各電極板７は第５の誘電体層によってシ
ールド層９と絶縁されるから、このシールド層９のアパ
チュア８と同様にキーセグメント１１と同じ大きさを有
していてよく、場合によってはキーセグメント１１より
大きい寸法を有していてもよい。

第２図、第３図および第４図は、従来のタブレットと本
発明によるタブレットを比較するため、その作用を図解
したものである。

これらの図面では、タブレットの表面１３をプロープ１
４が矢印の方向すなわちタブレット内部の帯状導体６を
横切る方向に動かされた場合、そのプローブ１４が感知
する信号をプロットしている。

この場合、導体はタブレット内部の上方の組の導体とし
て示されているが、この導体６は、ここでは一定電圧で
付勢されているものと理解されたい。

グラフの横軸はタブレット表面１３と直角に引かれた導
体６の中心線Ｘからのプローブ１４の距離、縦軸は信号
のレベル、横軸と平行な線Ｌはプローブ１４に接続され
るスライサにおけるスライスレベルを示している。

第２図は従来のもつとも一般的な帯状導体６を有するタ
ブレットの場合であるが、この場合にはプローブ１４が
導体６の中心線Ｘから離れるにしたがって、このプロー
ブ１４が感知する信号のレベルは低くなるから、その信
号ＳのスライスレベルＬに対するマージンを考慮すると
、キーセグメント１１の幅Ｗを大きくできないことが明
らかである。

キーセグメント１１の幅Ｗ１に対する導体６の幅Ｗ２を
大きくすることは、この導体６の下方に置かれる他方の
組の導体の障害になるからできない。

第３図は２つのスリット１５を有する幅の広い導体６を
有する多少改良されたタブレットの例を示しているが、
この場合には第２図の例より確かにキーセグメント１１
の幅Ｗ１を大きくできるとはいえ、各スリット１５の上
方から得られる信号のレベルが導体部分の上方から得ら
れる信号のレベルより低くなり、この部分におけるスラ
イスレベルＬに対するマージンが小さくなるため、タブ
レット表面１３上に複数のオーバーレイを重ねて使用す
るとき、その信号レベルが全体的に低下すると、該部分
でピックアップされた信号はスライサから出力されなく
なる危険をもっている。

これらに対して、本発明によるタブレットでは、グロー
ブ１４はキーセグメント１１内のどのポジションでも電
極板７を介して導体６と容量結合するから、このプロー
ブ１３の感知する信号のレベルはキーセグメント１１内
ではどのポジションでも一定である。

また、電極板７のまわりにはシールド層９が配置されて
いるため、この電極板７の上方からずれると信号は急激
に低下し、それと隣接する電極板７へのクロストークを
滅殺する。

プローブと下方導体との容量結合の場合には、上方導体
のしゃ蔽による損失の問題を考慮すると若干状況が異な
るが、ここにおける分析と同様の方法によって解明でき
るから省略する。

本発明によれば、以上述べたところから明らかなとおり
、キーセグメント１１に対する電極板７の大きさおよび
配置が適正であれば、その面積に関係なしに各キーセグ
メント内どのポジションからも定レベルのパルスをピッ
クアップできるから，結局、広い面積のキーセグメント
１１を有していても動作の安定したタブレットを提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による容量結合タブレットを部分的に破
截して示す断面図、第２図および第３図は従来のタブレ
ットの作用を図解する図、第４図は本発明によるタブレ
ットの作用を図解する図である。 図面中の主な参照符号は次のとおりである。 １〜４・・・・・・誘導体層、５，６・・・・・・導体
、７・・・・・・電極板、８・・・・・・アパチュア、
９・・・・・・シールド層、１１・・・・・・キーセグ
メント、１２・・・・・・オーバーレイ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ プローブとともに使用する容量結合タブレットであ
   って、 座標軸に沿って間隔をもって配置された２組の互いに絶
   縁された導体群であって、その一方の組の導体群が順次
   パルス化されると、それにつづいて他方の組の導体群が
   パルス化されるという様式によって繰返えし付勢される
   ものと、 前記２組の導体群の上方に配置されたオーバーレイであ
   って、その表面に画成された多数のキーセグメントを有
   し、各キーセグメントは、その領域内を各組の導体が通
   過するように前記２組の導体群の各交点を包囲する位置
   を占めるものと、前記キーセグメントの各々に対応する
   多数の互いに隔離された電極板であって、前記２組の導
   体群と前記オーバーレイとの間に配置されているものと
   を備え、 前記グローブが前記オーバーレイの上から前記キーセグ
   メントを指示した場合、このグローブが前記電極板を介
   して前記各組の導体と容量結合し、それらの各組の導体
   から特定のタイミングのパルスを感知することを特徴と
   する容量結合タブレット。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の容量結合タブレットに
   おいて、前記電極板の各々が対応する前記キーセグメン
   トの各々の領域内に延在する面積を有することを特徴と
   する容量結合タブレット。 ３ 特許請求の範囲第１項記載のタブレットにおいて、
   前記２組に導体群と前記オーバーレイとの間に配置され
   かつ前記電極板の各々と絶縁された大地電位を有する導
   電材料からなるシールド層を備え、このシールド層は前
   記キーセグメントの各各に対応するアパチュアを有して
   いて、前記プローブが前記アパチュアを通しかつ前記電
   極板を介して前記各組の導体と容量結合することを特徴
   とする容量結合タブレット。 ４ 特許請求の範囲第３項記載の容量結合タブレットに
   おいて、前記電極板の各々は前記シールド層と同一平面
   にあって、その各アパチュア内にクリアランスをもって
   配置されていることを特徴とする容量結合タブレット。 ５ 特許請求の範囲第３項記載の容量結合タブレットに
   おいて、前記電極板の各々と前記シールド層とは異なる
   平面にあって、その間に誘電体が介在していることを特
   徴とする容量結合タブレット。