JPS61177531A - 座標入力装置 - Google Patents

座標入力装置

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Publication number
JPS61177531A
JPS61177531A JP60019459A JP1945985A JPS61177531A JP S61177531 A JPS61177531 A JP S61177531A JP 60019459 A JP60019459 A JP 60019459A JP 1945985 A JP1945985 A JP 1945985A JP S61177531 A JPS61177531 A JP S61177531A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
elastic plate
load
strain sensors
load detector
input device
Prior art date
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Pending
Application number
JP60019459A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshihiro Mori
美裕 森
Kazumasa Yamamoto
山元 一正
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP60019459A priority Critical patent/JPS61177531A/ja
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Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は指あるいは指示棒などにより指示した位置の座
標をコンピュータなどに入力するための座標入力装置に
関するものである。
従来の技術 従来コンピュータなどへの座標入力装置としては、高価
であるが精度良く座標が入力可能で図形の入力などに用
いられる、いわゆるディジタイザが用いられてきた。と
ころが最近コンピュータが一般化し、低価格で座標の入
力が可能な入力装置が求められるようになってきた。な
かでもデイスプレイを透視し、そのディスプレイに示さ
れた図形を指などで押すことによりデータの入力が可能
な透視型の入力装置が必要とされている。これはコンピ
ュータを操作することに不慣れな人が簡単に操作ができ
るように、あらかじめいくつかの選択肢を用意しておき
、ディスプレイにこれを表示してその1つの上を指など
で押さえることで処理が自動的に行なわれるという方法
が多くとられるようになるためである。このような透視
型座標入力装置としてはライトペンが代表的なものであ
ったが、特別なペンを用いずに指あるいはボールペンな
どで入力できるものがより便利であり、現在までいくつ
かの方法が提案されている。
代表的なものとしては透明導電性シートを用いたスイッ
チマトリクス方式、透明抵抗シートを用いた電圧、電流
分割方式、レーザ光を用いた方式、表面波の伝達時間を
測定する方式などがある(例えば、日経エレクトロニク
ス、P 122(1981,6,8) )。
しかしこれらの装置はいずれも装置が複雑となり高価で
あり、ディスプレイが見にくい、保守が難しいなどの理
由により普及するには至っていない。
これらの方式にかわって入力盤の1点に加えられた力の
分力を検出することにより、力が加えられた点の座標を
検出する応力検出型座標入力装置は入力盤としてガラス
板、アクリル板などの均質で全く透明なものが使用でき
、簡単な構成であるために、低価格の座標入力装置とな
る。
この応力検出型による座標の検出原理を第10図を用い
て説明する。第10図で6は入力盤、10は入力盤6に
垂直な外力Fの印加点、11&〜116は荷重の検出点
である。ここで荷重の検出点111L〜11dの座標を
それぞれ(Zt + Zt )、(12、y2 )、C
x、り、Cx、りとし、入力盤に垂直な荷重の大きさを
それぞれf工、 /2. f8. /4とすると、外力
の印加点の座標Cx、!!>は平面内のモーメントのつ
りあいより次式で求められる。
fl”l” f2jc2+ム”n+74 x4工=−一
一一一−−−−−−−−−・・・(1)F=  f十f
+f十f      ・・・(3)このように外力の印
加点の座標(x r 、Y )は荷重の検出点の座標が
あらかじめわかっていれば荷重の大きさを測定すること
で求めることができる。
これを実現したものが第11図に示すものである。
第11図で6は人力盤、10は外力の印加点、12Δ〜
12dは荷重検出器である。第12図に荷重検出器を拡
大したものを示す。第12図で1はステンレス製の弾性
板、2は歪センサである。弾性板1の一端は入力盤6へ
、他端は固定枠(図示せず)に固定しである。次にこの
動作を簡単に説明する。
外力を入力盤6へ印加するとその位置に応じて弾性板1
がひずみ、これを歪センサ2の抵抗変化より検出し、入
力盤1の4点での荷重を知り、第(1)弐〜第(3式よ
り座標を検出するものである。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら前述の構成では入力盤に垂直な方向以外の
方向に外力を加えると正確に座標を検出できないという
欠点があった。この欠点は入力盤が平面で、指などによ
りメニューを選択するという用途には問題とならないが
、入力盤が曲面であったり、図形の入力等の高精度が要
求される用途では解決しなければならないものである。
この欠点が生じる原因は荷重検出器12a〜12dの構
造にある。つまり、第12図にあるように荷重検出器は
片持ちはりの構造であるために、水平方向の力が加わる
ことによっても弾性板1がひずむためである。
本発明は上記問題点に鑑みより高精度の応力検出型の座
標入力装置を提供するものである。
問題点を解決するための手段 この目的を達成するために本発明は荷重検出器として、
複数の歪センサを備えた矩形状の弾性板の最も広い2つ
の面のそれぞれの長手方向の両端の4つの点を弾性体か
らなるスペーサを介して入力盤に固定する構造を持つも
のを使用したものである。
作用 この構成によって、入力盤に垂直な方向以外の方向に外
力が加えられた場合にその水平方向の力の成分は荷重検
出器の出力に影響を与えないとともに、弾性板が上下で
対称となるように弾性体で支えられるために弾性体の変
形の中立面が常に一定となるために、入力盤に加わる外
力の方向、大きさによらず精度よく座標を検出できる。
実施例 以下本発明の第1の実施例について、図面を参照しなが
ら説明する。第1図は本発明の第1の実施例の荷重検出
器の入力盤と枠に固定した状態を示す正面図、第2図は
同荷重検出器の平面図である。第1図、第2図において
、1は長さ80 m、幅10ia+、厚さ11111の
矩形状のステンレス製の弾性板、2a 、2bは半導体
ストレインゲージからなる歪センサ、aa 、 3bは
入力盤6へ弾性板1を取り付けるための黄銅層の取付金
具で、シリコンゴムよりなる厚さ2m、直径8m+11
のスペーサ4a〜4dを介して弾性板1を支持している
。5は弾性板1をその略中央部で枠7に固定するための
スペーサで、直径8m!11、高さ61111のステン
レス製である。尚、スペーサ4a〜4d、5は本実施例
では円柱状であるが、角柱状であっても支障はない。
スペーサ41〜4dはそれぞれ弾性板1の最も広い2つ
の面の長手方向の両端の上下面に設けてあり、取付金具
3a 、3bを介して弾性板1を入力盤6へ固定してい
る。歪センサ21L 、 2bは弾性板1の最も広い2
つの面へそれぞれ、対称となるように設けである。
第3図は歪センサの抵抗変化より荷重値を求めるための
回路のブロック図である。第3図で2a。
2bは歪センサ、sa 、sbは歪センサ2a、2bに
それぞれ直列に接続された抵抗器、9は歪センサ21L
 、 2bと抵抗器sa、sbとの接続点の電圧va1
.vb1の差を出力V7.として出力する減算器である
本実施例においてこの荷重検出器は4個用いられ、第1
1図に示されるものと同様に入力盤6の4隅に設けられ
、枠7に入力盤6を固定する役割もはたしている。入力
盤6としては縦188+a+。
横262III111厚さ3Wの板ガラスを用いている
以上のように構成された第1の実施例についてその動作
を説明する。まず外力が入力盤eの適当なところへ加わ
ると、入力盤6と枠7の間にある荷重検出器に力が加わ
り、弾性板1がたわむ。外力が入力盤1に垂直であれば
、弾性板1は第1図で左右対称の変形をする。そこで歪
センサ2 m +2bの抵抗値は同じ値だけ一方は増加
し、他方は減少する。そのため、電圧’l’!kl +
 ’I’btの一方は増加し、他方は減少することにな
り、結果として減算器9の出力V/、は荷重値に比例す
る。またスペーサ4&〜4dによって弾性板1には上下
から均等に力が伝達されるため、荷重の大きさに依らず
、変形の中立面が一定となり、広い範囲にわたって出力
V/、は荷重値に比例することになる。ここで入力盤に
平行な力が加わった場合を考えると、平行な力により入
力盤6は回転しようとするために、弾性板1の両端は異
った方向に変形する。そのため歪センサ21L 、2b
の抵抗値は共に減少するか増加する。そこで減算器9の
出力vfIはほとんど変化せず、入力盤に平行な力の影
響はほとんど現われない。このようにして出力vf1よ
り得られた荷重値より式(1)〜式(3)に従って、外
力の印加点の座標を得ることができる。
以上のように第1の実施例によれば、入力盤への外力の
大きさ、方向によらず、精度よく座標の検出が可能とな
り、入力盤として球面状のものを使用することが可能と
なる。さらに温度による歪センサの抵抗値の変化、弾性
板1の伸縮の影響も除去することができる。
次に本発明の第2の実施例について、図面を参照しなが
ら説明する。入力盤と荷重検出器の構成はほぼ第1の実
施例と同じであるので異る部分について説明する。第4
図は本発明の第2の実施例の荷重検出器の平面図、第6
図は正面図である。
第4図、第6図において、1は弾性板、2 a、2bは
歪センサ、4&〜4dは入力盤6と弾性板1を接続する
ためのスペーサ、6は弾性板1を枠7へ固定するための
スペーサである。歪センサ2&。
2bは弾性板1の最も広い1つの面の長手方向に沿った
中心線上の前記中心線の中心に対して左右対称となるよ
うに固定されている。第6図は歪センサの抵抗変化より
荷重に比例した電圧を得るための回路のブロック図であ
る。第6図で第3図と異る部分は歪センサ2bと抵抗器
8bが交換されている部分で、歪センサ2aと2bでは
その抵抗変化に対する電圧va2.vb2の変化の符号
が逆となる。
以上のように構成された第2の実施例について第1の実
施例と異る部分を説明する。外力が入力盤6に垂直であ
れば、歪センサ21と2bの抵抗値は共に減少するか増
加する。そのため電圧ViL2とVb2の一方は増加し
、他方は減少し、減算器9の出力vJ2は荷重に比例す
ることになる。外力が入力盤6へ平行な場合、歪センサ
2aと2bの抵抗値は一方は増加し、他方は減少する。
そのため電圧vagとVb2は共に同じ変化をし、出力
vf2は変化しないことになる。
以上のように第2の実施例によれば、入力盤へ加えられ
る外力の大きさ、方向によらず、精度よく座標が検出で
き、入力盤として球面状のものが使用可能となる。さら
に第2の実施例では歪センサが弾性板1の同一面状にあ
るために、弾性板の変形の中立面が移動しても、2つの
歪センサが同じ比率で変化するため、第1の実施例より
も精確な座標の検出をするための外力の大きさの範囲を
広くとることができる。
次に本発明の第3の実施例について図面を参照しながら
、他の実施例と異る部分について説明する。第7図は荷
重検出器の平面図、第8図は正面図である。ここで他の
実施例と異るのは歪センサ2a〜2dが4つ設けられて
いる点である。歪センサ21L〜2dは弾性板1の最も
広い2つの面それぞれの長手方向の中心線上に、中心線
の中心を対称とし、2つの面で同じ位置へ固定されてい
る。
第9図は歪センサ21L〜2dの抵抗変化より荷重に比
例した電圧を得るための回路のブロック図である。歪セ
ンサ2&と2(i、歪センサ2bと2dが電源とグラン
ドとの間にそれぞれ直列に接続されている。ここで歪セ
ンサ2aと2b、歪センサ2Cと2dを同時に交換して
も同じ効果が得られる。
以上のように構成された第3の実施例の動作および効果
は第1の実施例と第2の実施例をあわせたものである。
なお、本発明の各実施例では入力盤としてガラスを用い
たが、アクリル板、アルミ板などある程度の剛性をもっ
たものであるならば使用可能である。また歪センサとし
てはひずみにより抵抗値が変化するものに限らず、電圧
を発生するもの等、ひずみを電圧変化として検出できる
ものであれば使用可能である。
発明の効果 以上のように本発明は荷重検出器として、複数の歪セン
サを備えた矩形状の弾性板の最も広い2つの面それぞれ
の長手方向の両端の4つの点を弾性体からなるスペーサ
を介して入力盤に固定する構造を持つものを使用したこ
とにより、入力盤に加えられる外力の大きさ、方向によ
らず精度よく座標を検出することができる座標入力装置
を得ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例の荷重検出器の正面図、
第2図は同平面図、第3図は同第1の実施例の荷重に比
例した出力を得るための回路のブロック図、第4図は第
2の実施例の荷重検出器の図、第8図は同正面図、第9
図は第3の実施例の荷重に比例した出力を得るだめの回
路のブロック図、第10図は従来例の原理図、第11図
は従来例の入力盤と荷重検出器の構成を示す斜視図、第
12図は従来例の荷重検出器の拡大斜視図である。 1・・・・・・弾性板、2a〜2d・・・・・・歪セン
サ、3N。 3b・・・・・・取付金具、4a〜4d、5・・・・・
・スペーサ、6・・・・・・入力盤、7・・・・・・枠
。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ばか1名、9
t、 8k・・・舅にイナ41番 da、4b、、、スヤーサ 5 ・・・スヘ6−f 6・・・入力U 第2図 1・・・輝’l+従 24.2A・・・1でンサ 、ja 、、9b・・・欺村全逼 4a46・・・スイーサ 4b、t     2b              
  ン5       44.C第3図 ’を琢 !・・・譚牲扱 ム、2A・・・1センサ 3b            5      /   
  3q3a、、3b・・諏#委其 4a、6、、−スヘ0−す 5・・・スヘ6−サ ど・・・入力盤 第6図 !・・・ 5ずノド):レレ(已 3b            5     /    
 五3碇、34 、、、)lンイナ輔 4tt、4ム、1.ズヘーーサ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)複数の歪センサを備えた矩形状の弾性板の最も広
    い2つの面のそれぞれの長手方向の両端のあわせて4つ
    の点を弾性体からなるスペーサを介して入力盤に固定す
    る構造を持つ荷重検出器を複数個備え、前記入力盤に加
    えられた荷重により前記荷重の印加点の座標を検出する
    座標入力装置。
  2. (2)荷重検出器は、弾性板の最も広い2つの面の長手
    方向に沿った中心線上にそれぞれ1つ、前記弾性板の最
    も広い面に平行で、長手方向に垂直な弾性板の重心を通
    る直線に対して対称な位置に歪センサを備えている特許
    請求の範囲第1項記載の座標入力装置。
  3. (3)荷重検出器は、弾性板の最も広い1つの面の長手
    方向に沿った中心線上に、前記中心線の中心に対して対
    称となるように2つの歪センサを備えている特許請求の
    範囲第1項記載の座標入力装置。
  4. (4)荷重検出器は、弾性板の最も広い2つの面のそれ
    ぞれの長手方向に沿った中心線上に、前記中心線の中点
    に対して対称かつ2つの面で同じ位置となるように4つ
    の歪センサを備えていることを特徴とする特許請求の範
    囲第1項記載の座標入力装置。
JP60019459A 1985-02-04 1985-02-04 座標入力装置 Pending JPS61177531A (ja)

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JP60019459A JPS61177531A (ja) 1985-02-04 1985-02-04 座標入力装置

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JP60019459A Pending JPS61177531A (ja) 1985-02-04 1985-02-04 座標入力装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014146269A (ja) * 2013-01-30 2014-08-14 Kyocera Corp 入力装置、および電子機器

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014146269A (ja) * 2013-01-30 2014-08-14 Kyocera Corp 入力装置、および電子機器

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