JPS6033464Y2 - 手書き文字図形座標入力装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は交流電源を使用した手書き文字図形座標入力
装置に関するものである。

コンピュータ端末機器や手書き図形通信端末機器などに
広く実用化されている手書き文字図形座標入力装置の入
力座標検出方式には大別してデジタル方式とアナログ方
式及びこの両方式の混合方式がある。

デジタル方式は入力面内の座標をダイオード等を使って
デジタル量子化したものであるが、回路構成が複雑化し
、高価になるため、現在は抵抗膜を被着したタッチセン
サーパネルを使って入力座標をＸ座標及びＹ座標に分け
て検知するアナログ方式のものが主流を占めている。

また、このアナログ方式の座標入力装置には２枚の抵抗
シートを近接対向させてタッチセンサーパネルを構成し
たもの、１枚の抵抗シートと１枚の導電板を近接対向さ
せてタッチセンサーパネルを構成したもの、タッチセン
サーパネルのタッチを電気ペンで行う静電結合方式のも
の、指やボールペンでタッチする接触方式のものなど各
種のものが提案され、実用化されている。

例えば、２枚の抵抗シートでタッチセンサーパネルを構
成した接触式座標入力装置の従来の二側を第１図及び第
２図で説明する。

第１図は２枚の抵抗シート１，２からなるタッチセンサ
ーパネル３の駆動電源に直流電源４を使用した例を示す
。

つまり、各々の抵抗シート１゜２は薄い絶縁シートの片
面に等厚の抵抗膜を形成して、この抵抗膜の両端に対応
する銀ペーストなどの平行な集電電極１ａ、ｌｂ、２ａ
、２ｂを塗布したもので、各抵抗シート１，２は抵抗膜
を対向させ、且つ各々の集電電極１ａ、ｌｂ及び２ａｔ
２ｂをＸ方向及びＹ方向に向けて近接配置される。

また各抵抗シート１，２の一方の集電電極ｌｂ、２ｂは
夫々スイッチＳＡ、ＳＢを介してアースされ、他の集電
電極１ａ、２ａはスイッチング回路４を介して直流電源
５に接続される。

そしてスイッチング回路４を操作することにより、上記
スイッチＳＡ、ＳＢが連動して動作し、抵抗シート１，
２に交互に直流電源５が印加されるようになっている。

いま、一方の抵抗シート２側に直流電圧を印加し、他の
抵抗シート１を開放状態にして、抵抗シート２の任意の
点Ｐを指等で押して、両抵抗シート１，２の点Ｐでの抵
抗膜を接触させると、点ＰのＹ座標が抵抗シート１の集
電電極１ａの電位によって検出される。

また点Ｐを押したままスイッチング回路４を操作して、
次は抵抗シート１に直流電圧を印加し、抵抗シート２を
開放状態にすると、点ＰのＸ座標が抵抗シート２の集電
電極２ａの電位によって検出される。

このように直流電源５を使用すると、一点一点の座標検
出毎に少くとも１回の電源スイッチ切換え操作が必要で
ある。

このような切換え操作速度が遅くてもよい場合はスイッ
チング回路４の切換え操作を安価なリレー等で行うこと
もできるが、コンピュータなどに直結される座標入力装
置においてはスイッチ切換え操作を高速で行う必要があ
り、そのため高価なＩＣのアナログスイッチを使用せざ
るを得なかった。

第２図は上記タッチセンサーパネル３の駆動電源に商用
交流電源６を使用することにより、上記スイッチ切換え
操作上の問題点を解決したものである。

つまり、商用交流電源６のトランス７で変圧された正弦
波交流電圧の正電圧と負電圧を各ダイオードＤ□、 Ｄ
２． Ｄ３． Ｄ、を使って分けて各抵抗シート１，２
に交互に加えるようにしたものである。

この場合も点Ｐの座標Ｘ、ｙは各抵抗シート１．２の集
電電極１ｂ、２ｂの電位で検出される。

このように商用交流電源６を用いると２枚の抵抗シート
１，２に交互に電源を印加するための特別なスイッチン
グ回路が不要となり、而も高速切換えが可能となる。

ところが、交流電源６を使用すると、次の誘導ノイズの
問題が生じる。

即ち、２枚の抵抗シート１，２は各々の抵抗膜を近接さ
せて対向配置されているため、この両抵抗シート１．２
間に浮遊容量が生じて、交流電圧を印加すると誘導電流
が流れ、誘導ノイズが発生する。

この誘導ノイズは各抵抗シート１，２間の間隙にバラツ
キがあるため、点Ｐの位置によって大きさが異なり、ま
た誘導ノイズは各抵抗シート１，２の電圧ポテンシャル
が低いところ程に大きくなり易く、座標入力に対する出
力の直線性が悪くなり、画面が歪むことがあった。

またこの種の誘導ノイズは交流電圧が正弦波電圧のため
、第３図の破線で示すようにＸ及びＹ座標出力とほぼ同
位相で現れ、従って後処理で誘導ノイズだけを除くこと
はまず不可能であり、交流電源を使用した座標入力装置
の大きなネックとなり、改善策が要望されていた。

本考案はかかる要望に応じたもので、誘導ノイズの少な
い、而も誘導ノイズが生じても簡単に除去できる座標入
力装置を提供する。

以下本考案を例えば上記タッチセンサーパネル３を用い
た座標入力装置に適用して第４図及び第５図を参照して
説明する。

本考案の特徴はタッチセンサーパネル３における２枚の
抵抗シート１，２と交流電源６のトランス７の二次側の
間に正弦波交流電圧を台形波交流電圧に変換する波形操
作回路８を挿入して、台形波交流電圧の負電圧を一方の
抵抗シート２に、正電圧を他の抵抗シート１に夫々印加
することである。

この波形操作回路８は例えば２個のツェナーダイオード
ＺＤ１．ＺＤ２と２個のダイオードへ、Ｄ６及び過電流
防止等に用いられる抵抗Ｒで構成された並列ダイオード
リミタ回路を用いればよい。

す°ると波形操作回路８の出力は第５図の口で示すよう
に入力の正弦波交流電圧イを各ツェナーダイオードＺＤ
□、ＺＤ２のツェナー電圧十Ｅ□、−Ｅ２でスライスし
た台形波形となる。

この台形波交流電圧口は従来と同様に各抵抗シート１．
２の集電電極１ａ、２ａに印加され、他の集電電極１ｂ
、２ｂから点ＰのＹ座標及びＸ座標に相当する出力が例
えば第５図の八とへに示すような波形で得られる。

ここで注目すべきことは台形波交流電圧口の振幅変化の
無いスライスされた部分ｍ１９ｍ２９ｍ３・・・・・・
は抵抗シート１，２に直流電圧と同じように印加される
から、少くともこの部分ｍ□、 ｍ２． ｍ３”・・・
・・の印加時は誘導ノイズが発生しない。

そして、誘導ノイズが発生するのは台形波交流電圧口の
振幅がプラス側からマイナス側に変化する時と、マイナ
ス側からプラス側に変化する時に限られる。

従って、各抵抗シート１゜２におけるＹ座標検出信号ハ
及びＸ座標検出信号へは両端に誘導ノイズ成分９，９・
・・・・・が少し現れる略台形波となって出力される。

このような検出信号ハ、への一部に含まれるノイズ成分
９，９・・・・・・はフィルター等で簡単に除去するこ
とができる。

例えば、第４図に示すようにＹ座標検出信号へをまずロ
ウパスフィルター１０に通して誘導ノイズ成分９，９・
・・・・・を除去しく第５図波形二参照）、次にピーク
ホールド回路１１でピーク値をホールドして（第５図波
形ホ参照）、Ｙ座標出力端子１２に出力する。

一方、Ｘ座標検出信号へはロウパスフィルター１３とピ
ークホールド回路１４に通して、第５図の波形トとチに
示すようにマイナス側で処理してから、反転回路１５で
プラス側に反転させてＸ座標出力端子１６に出力する（
第５図の波形す）。

この反転回路１５はマイナスの出力では後処理が難しく
なるので、これを改善するため挿入されるが、必ずしも
必要でない。

また第４図の１７は比較回路、１８はタッチアウト端子
で、比較回路１７はタッチセンサーパネル３からのＹ座
標検出信号へを基準電圧と比較してタッチセンサーパネ
ル３に指などが確実にタッチされているか否かを検出し
て、その結果をタッチアウト端子１８に出力するもので
、これらも必ずしも必要でない。

尚、本考案は上記実施例に限定されるものではなく、例
えば波形操作回路はトランジスタとダイオードを組合せ
たもの、オペアンプを使用したものなどで構成すること
も可能である。

またこの波形操作回路で正弦波交流電圧を矩形波交流電
圧にすることも可能であるが、矩形波交流電圧では誘導
ノイズの波高が極端に高くなるので、タッチセンサーパ
ネルに使う交流電圧は傾斜部を有する台形波のものが望
ましい。

またタッチセンサーパネルは２枚の抵抗シートを用いた
もの以外に、例えば１枚の抵抗シートと１枚の金属板を
対向させ、抵抗シートに交流電圧を印加すると共に、金
属板からＸ及びＹ座標に相当する信号を交互に取出すよ
うにしたタッチセンサーパネルなどであっても本考案は
十分に適用し得る。

以上説明したように、本考案によればタッチセンサーパ
ネル内の浮遊容量による誘導ノイズの発生が減少し、而
も発生してもノイズ成分は座標検出成分の一部に含まれ
るだけであるから、ローパスフィルターなどで簡単に除
去されて最終検出信号にノイズ成分が含まれる可能性は
皆無に近く、従って直線性の良好な高い信頼性の座標入
力装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は従来の座標入力装置の各二側を示す
要部概略斜視図、第３図は第２図の各点の出力波形図、
第４図は本考案の実施例を示す要部概略回路図、第５図
は第４図の各点の出力波形図である。 ２・・・・・・タッチセンサーパネル、６・・・・・・
交流Ｎ源、８・・・・・・波形操作回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 座標検知用タッチセンサーパネルの駆動電源に正弦波交
   流を使用した座標入力装置において、前記タッチセンサ
   ーパネルと交流電源の間に正弦波交流電圧を台形波交流
   電圧に変換する波形操作回路を挿入したことを特徴とす
   る手書き文字図形座標入力装置。