JPS5943778B2

JPS5943778B2 - 位置入力装置

Info

Publication number: JPS5943778B2
Application number: JP52054253A
Authority: JP
Inventors: 武佐藤; 光男斉藤
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1977-05-13
Filing date: 1977-05-13
Publication date: 1984-10-24
Also published as: JPS53139926A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は位置入力装置に関する。

ペンのさす位置を検出して文字あるいは図形等を情報処
理装置に入力するための入力装置は、図形入力装置、タ
ブレット、デイジタイザー等と呼ばれ、電磁方式、静電
方式、超音波を用いるもの、光を利用するもの等種々の
方式が考えられている。また近時、圧力を利用した入力
装置が考案されている。この方式は他の方式に比べ、ペ
ンに信号を入力あるいはペンから信号を出力するための
信号線が全く不要で、またどのようなペンでもよく例え
ば一般の鉛筆やボールペン等の使用が可能なので簡便で
あること、また構造が比較的簡単であること、さらに雑
音に対する影響も少ない等の利点がある。第１図はこの
ような利点を有する従来の入力装置の構成を示す図であ
る。すなわち従来のものは両面プリント板１の上に感圧
ゴムシート２、そのゴムシートを保護するためのマイラ
−シート３、タッチ位置を示すための入力データシート
４を順次積み重ねた構成となつている。そして両面プリ
ント板１の表面と裏面には各々直交するＸ、Ｙ導電路５
−１〜５−５、６−１〜６−５がマトリクス状に配列さ
れ、各導電路が交差する部分において裏面のＸ軸導電路
がスルーホール７によつて表面のＹ軸導電路に引き出さ
れている。このような構成においてデータシート４の上
から任意の点（Ｘ、Ｙ軸の交点に相当する点）にペン状
のもので圧力を加えるとその点に相当するＸ軸、Ｙ軸が
導電状態になつた感圧ゴムシート２の部分を通して短絡
状態になるため、その点に対応するＸ軸導電路とＹ軸導
電路より信号が得られ、交点座標（ペン位置）が求めら
れる。しかしこのような構成の従来の感圧シート型位置
入力装置にあつては両面プリント板１を用いてその表面
と裏面にＸ導電路、Ｙ導電路をそれぞれ配列するように
しているため、スルーホール７が必要でありそのために
両面プリント板自体の作製が容易でない。

また理論上ペンの位置は導電路の交点のピツチ以上こま
かく検出することができない構成となつている。本発明
は上記の如き従来の感圧シート型の位置入力装置の有す
る欠点を解消し、より簡単な構成でしかもより分解能の
高い位置入力装置を提供することを目的とする。

以下図面を参照して本発明を詳細に説明する。

第２図は本発明の位置入力装置の具体的な構成の一実施
例を示す図である。本図において１０は感圧シートで、
この感圧シート１０の表面及び裏面には互いに交叉（本
実施例では直交）した複数の導線群が配置される。すな
わち導線群ＬＸ，〜ＬＸｎは感圧シート１０の表面に、
また導線群ＬＹ，〜ＬＹｍは感圧シート１０の裏面に配
置され、感圧シート１０がこれら導線群ＬＸｌ〜ＬＸｎ
とＬＹｌ〜ＬＹｍによつてはさまれた形になつている。
ここで導線群ＬＸｌ〜ＬＸｎ，ＬＹｌ〜ＬＹｍは例えば
銅張りマイラシートをエツチング加工することによつて
作製でき、こうして作製された導線群が感圧シート１０
の両面に交叉するように配列される。

しかし導線群ＬＸｌ〜ＬＸｎ，ＬＹｌ〜ＬＹｍは銅張り
マイラシートのエツチングによつて作製しなくても、細
い導線そのものを使用してもよい。第２図に示すように
各導線ＬＸｌ〜ＬＸｎは切替スイツチＳｘｌ〜Ｓｘｎを
介して直流電源ｄに接続され、またＬＹ，〜ＬＹｍは切
替スイツチＳＹｌ〜ＳＹｍ及び抵抗Ｒを介して接地され
ている。

そしてスイツチＳＸ，〜ＳＸｎ，ＳＹ，〜ＳＹｍをｘ方
向、Ｙ方向に各々切蕃えることによつて走査が行なわれ
る。Ｘ方向及びＹ方向の走査はＸカウンタ１１及びＹカ
ウンタ１２によつて行なわれる。Ｘカウンタ１１及びＹ
カウンタ１２は各々行数Ｎ，列数ｍを周期とするカウン
タで、これらカウンタ１１，１２の出力は各Ｘデコーダ
１３、Ｙデコーダ１４に送られる。そしてＸデコーダ１
３によつてデコードされた信号がＸ軸の導電線ＬＸｌ〜
ＬＸｎに接続されているスイツチＳｘｌ〜Ｓｘｎに順次
送られ、これらスイツチＳｘｌ〜Ｓｘｎを順次オン状態
にしていく。一方Ｙデコーダ１４によつてデコード化さ
れた信号はＹ軸の導電線ＬＹｌ〜ＬＹｍに接続されてい
るスイツチＳＹｌ〜ＳＹｍに順次送られ、これらスイツ
チＳＹ，〜ＳＹｍを順次オン状態にしていく。Ｘカウン
タ１１はクロツクパルス発生器１５からのパルスでカウ
ントアツプされ、またＹカウンタ１２はＸカウンタ１１
のオーバーフローパルスによつてカウントアツプされる
。

その結果感圧シート１０内のＭＸｎの全ての交点を走査
することができる。そしてこの状態で感圧シート１０内
のＭＸｎ個の点の内いづれかが例えばペンで押えられた
とすると、押えられた個所（Ｘ，Ｙ軸の交点）における
感圧シートの抵抗値が下がり、その時オン状態にあるＸ
軸側のスイツチとＹ軸側のスイツチを介して電流が流れ
る。従つて抵抗ＲとＹ軸側のスイツチとの接続点Ａの電
位が変化する。この電位変化はレベル検出器１６で検出
されストローブ信号が発生される。このストローブ信号
はクロツクパルスのレベルを゛１”としたとぎ０゛であ
り、従つてこのストローブ信号はＡＮＤゲート１７を閉
じ、クロツクパルスのＸカウンタ１１への伝達を停止さ
せる。Ｘカウンタ１１が停止するとＹカウンタ１２も停
止し、そのときＸカウンタ１１及びＹカウンタ１２が各
々Ｘコード、Ｙコードとして出力される。すなわちこの
ときのＸカウンタ１１、Ｙカウンタ１２の値が押圧され
た個所の座標を示すコードとなる。第３図は第２図中に
示した感圧シート１０の側面図であり、感圧シート１０
をはさんでＸ軸導電線及びＹ軸導電線が交叉して配列さ
れている様子を示している。

一般に感圧シートの圧力対抵抗特性は第４図に示すよう
なものであるため５００９〜１ｋｇの押圧によつて導電
度が急激に変化する。

しかしこの特性が第５図に示すような、なだらかな曲線
をえがくものを使用することによつてさらに精度の良い
位置入力装置を提供することができる。第６図はそのた
めの装置の構成を示す図で、押圧点の抵抗値の変化に対
して発生する点Ａの電圧レベルをＡ／Ｄ変換回路２０に
よつてＡ／Ｄ変換し、抵抗分布に対応するデイジタル量
の分布をテーブル２１に格納する。

格納にあたつてはＸカウンタ１１とＹカウンタ１２の値
によつて格納位置を決定するためのテーブルアドレス回
路２３が用いられ、このアドレス回路２３によつて指定
されるアドレスにＡ／Ｄ変換置が格納される。テーブル
２１に格納された値は極小値近似回路２４に送られ、例
えば２次関数で近似して抵抗値が極小となる点が求めら
れる。極小点は実際に押圧された位置の座標を示してい
るため第２図に示した回路を用いた時よりも高精度（高
解像度）の座標検出が可能となる。第７図は第６図中の
極小値近似回路２４の具体的構成を説明するための図で
ある。

テーブル２１に格納された各座標の抵抗値（デイジタル
量）は大小比較回路２５を介して順次レジスタ２６に送
られる。テーブル２１からレジスタ２６への抵抗値の読
み出しはサーチカウンタ２７によつて制御され、テーブ
ル２１からは互いに隣りあう４つの座標（４つの交点）
の各抵抗値が一組となつて送り出され、レジスタ２６に
座標毎の抵抗値が蓄えられる。またレジスタ２６に蓄え
られた４点の抵抗値は、次にテーブル２１から送り出さ
れる４点の抵抗値と大小比較回路２５で比較され、大小
比較回路２５は抵抗値のより小さい方の４点をレジスタ
２６に送る。この操作を順次繰り返すことにより、レジ
スタ２６には実際に押圧された近傍の４点（すなわち実
際の押圧点をとり囲む４点）の座標と各抵抗値が格納さ
れる。

たどえば今第８図においてペンは点Ｐ（Ｘ，ｙ）を押圧
しているとする。するとこのときＰ（Ｘ，ｙ）をとり囲
む４点（４つの交点）Ｐ（ＸｉＦｙｊ）ＴＰ（ＸｉツＹ
ｊ＋ｌ）ツＰ（Ｘｉ＋Ｄｙｊ），Ｐ（Ｘｉ＋１，ｙｊ＋
１）が、他のいかなる４点に比べても抵抗値が低く、従
つてこれらの４点がレジスタ２６に格納される。そして
レジスタ２６にはこれら４点の座標と共に各座標におけ
る抵抗値ＲｉｊツＲｉｊ＋１ｐＲｉ＋１ｊ２Ｒｉ＋１ｊ
＋１も格納される。このような状態にある場合、各座標
の抵抗値はペンの指し示す実際の座標Ｘ，ｙから距離の
２乗に比例すると近似できるので、図８においてＰ（Ｘ
ｉ，ｙｊ）の抵抗値Ｒｉｊは、（但しαは比例定数）となる。

この関係はＰ（Ｘｉ，ｙｊ＋１），Ｐ（Ｘｉ＋１・Ｙｊ
），Ｐ（Ｘｉ＋１，ｙｊ＋１）についても同じことが言
えるため、結局ペン位置Ｐ（Ｘ，ｙ）は、として求めら
れる。

ここでｌはＸ軸についての座標ピツチ（Ｘｉ＋１一Ｘｉ
）νはＹ軸についての座標のピツチまた（Ｘｉ＋１ｆＸ
ｉ，ｙｊ＋１ｆｙｊ）はレジスタ２６に記憶されている
４つの座標で囲まれる四角形の中心の座標である。

このような計算を第７図中の演算回路２８で実行すれば
Ｐ（Ｘ，ｙ）が求まり、実際のペンの位置が求まる。

すなわちペンが必らずしも交点上に位置していなくても
精度の高い位置検出が可能となる。さらに高精度のペン
位置検出を行なうには、レジスタ２６に記憶する座標の
数を増やし、実際のペン位置の囲りのより多くの座標と
それら各座標の抵抗値を記憶しておき前述と同様の考え
方で計算すれば、より高い近似が得られる。

以上詳しく説明したように本発明によれば感圧シート１
０の表面と裏面に複数の導電線を互いに交叉させた状態
で配夕１ル、これら導電線群（Ｘ導電路及びＹ導電路）
で感圧シー口０をはさんだ構造としたのでスルーホール
は全く必要なくなり、従つて装置を簡単かつ安価に作製
することができる。

またペンの位置が導電路の交点のピツチ内にある場合で
もその位置を正確に検出できるので精度の高い位置入力
装置とすることができる。第２図に示した位置入力装置
において感圧シート１０の両面に配列する導電路はその
他の手段で作製することも可能である。たとえば感圧シ
ート１０の表面上及び裏面上に蒸着によつて導電路を配
列させてもよく、また導電性物質を感圧シート上に塗布
して構成してもよい。また第７図に示したものにおいて
テーブル２１からの抵抗値の読み出し制御はサーチカウ
ンタ２７によつて第６図中のテーブルアドレス回路２３
を制御し、このテーブルアドレス回路２３によつて読み
出しを制御することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の感圧シート型位置入力装置の構成を示す
図、第２図は本発明による位置入力装置の一構成例を示
す図、第３図は本発明装置で用いる感圧シートの側面図
、第４図及び第５図は感圧シートの圧力対抵抗特性を示
す図、第６図は本発明装置の他の構成例を示す図、第７
図は第６図における極小値近似回路の具体的構成の一例
を示す図、第８図は近似方法を説明するための図である
ＣｌＯ・・・・・・感圧シート、ＬＸｌ〜ＬＸｎ・・・
・・・Ｘ軸導電群、ＬＹｌ〜ＬＹｍ・・・・・・Ｙ軸導
線群、ＳＸｌ〜ＳＸｎ，ＳＹ，〜ＳＹｍ・・・・・・切
替スイツチ、１１・・・・・・Ｘカウンタ、１２・・・
・・・Ｙカウンタ、１３・・・・・・Ｘデコーダ、１４
・・・・・・Ｙデコーダ、１６・・・・・ルベル検出器
、２０・・・・・・Ａ／Ｄ変換器、２１・・・・・・テ
ーブル、２３・・・・・・テーブルアドレス回路、２４
・・・・・・極小値近似回路。

Claims

【特許請求の範囲】

１押圧によつて抵抗値が変化する感圧シートと、この
感圧シートの表面に一方向に配列された第一の導線群及
び前記感圧シートの裏面に前記第一の導線群の配列方向
と交差する方向に配列された第二の導線群と、この第一
及び第二の導線群の各々を順次走査駆動する駆動手段と
、前記感圧シート上に押圧された押圧位置を検出する位
置検出手段とを備え、前記位置検出手段は前記駆動手段
により走査駆動された前記第一及び第二の導線群の各交
点位置座標及びこれに対応する前記感圧シートの抵抗値
を全交点位置に渡つて検出し、この検出された前記交点
位置座標及びその抵抗値の中から前記感圧シート上で２
次元的に隣接する所定個数の交点位置座標及びその抵抗
値を取り出し、この取り出された抵抗値及び交点位置座
標に基いて導線間隔よりこまかい単位で押圧位置を計算
することを特徴とする位置入力装置。