JPS62106534A - 位置検出装置 - Google Patents

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］ この発明は、磁気発生器で指示したタブレット上の座標
値を検出し得る位置検出装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来のこの種の位置検出装置では、タブレット上の入力
すべき座標位置のみを指定するために位置指示器にスイ
ッチ手段を設け、このスイッチ手段のオン又はオフによ
る抑圧状態信号をコードを介して、あるいは超音波や赤
外線を用いて１位置指示器から制御装置にコードレスで
発信するように構成されている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、コードを介して抑圧状態信号を送るもの
ではこのコードが位置指示器の操作性を悪くし、また、
超音波や赤外線を用いて抑圧状態信号を送信するもので
は位置指示器にこれらの送信機や信号発生回路、電源用
電池等を設けなければならなず、構成が複雑で高価にな
り、しかも大型且つ大重量化し、この場合も入力時の操
作性が悪くなるという問題点があった。

［問題点を解決するための手段］ この発明では前記問題点を解決するため、定常的な磁場
を発生する磁気発生器で指定されたタブレット上の位置
を検出する位置検出装置において、タブレット上に位置
し、磁気発生器の位置を検知するようにスイッチマトリ
ックス構成を有するタッチパネルと、このタッチパネル
上に載置された柔らかい弾力性のある上部シートと、こ
の上部シートを介してタッチパネル中の位置検出された
座標上のスイッチを選択し、磁気発生器の接触状態を検
出する制御回路とを備えたものである。

［作　　　用］ 前記構成によれば、上面の上部シートに入力ペンを押圧
するのみでタッチパネルに圧力が伝わり、信号を取出す
ことができ、従って、磁気発生器のみを備えた入力ペン
を使用でき１通常の筆記具のように自然な感覚で操作で
きるとともに、検出された座標上のスイッチのみよりペ
ン抑圧状態信号を取出すため、入力ペン以外の手等がタ
ッチパネルに触れても抑圧状態信号が出力される恐れが
なく、従って、誤った座標値が入力されることがない。

また、タッチパネルの上面に設けられた上部シートによ
り１通常のタッチパネルの構造上必要なドツトスペーサ
の上に入力ペンが置かれた場合や、電極間の隙間に入力
ペンが置かれた場合でもペン抑圧状態信号が検出できな
くなることがない。

［実　施　例］ 以下、この発明を図面に示す一実施例について説明する
。第１図は基本的な構成を示すもので、１は入カバネル
、２は制御装置、３は位置指定用磁気発生器、４は電源
装置である。

入カバネル１は、第２図に示すように、後述するタブレ
ット１０と、このタブレット１０上を平坦状に覆うよう
に設けられ、非磁性金属１例えばアルミニウム、銅等の
金属板、あるいは合成樹脂製の薄板材等で構成された平
板２０と、この平板２０上を覆うように設けられた柔ら
かい弾力性を有する。

例えばゴムあるいはシリコンゴムのような下部弾性シー
ト２５と、この下部弾性シート２５上に載置された後述
するタッチパネル６０と、このタッチパネル６０上に載
置され、上記下部弾性シート２５と同様な上部弾性シー
ト４０と、そしてこの上部弾性シート４０を覆うように
載置された、耐久性のある例えば塩化ビニルシートある
いはアクリルシートのような硬質シート３０とを有して
いる。これらは一体的に非磁性の金属等からなるケース
５ｏに納められている。シート２５．３０は入力ペン３
の当接点を拡大してタッチパネル６０に伝えるためのも
のであるから、弾性は必ずしも必要としなく、柔軟性の
ある材料で構成してもよい。

制御装置２は、第３図に示すようにタブレット１０を制
御するタブレット制御回路５．タッチパネル６０を制御
するタッチパネル制御回路６、およびこれらを統轄的に
制御する電子計算機８とからなっている。

位置指定用磁気発生器（以下、入力ペンと称す）３は、
第４図に示すように合成樹脂等からなるペン軸３０１の
一端３０２に先端先細状の棒磁石３０３が収容されてい
る。また、棒磁石３０３の先端にはプラスチック等の保
護カバー３０４が取付けられている。

電源装置４は、周知の整流器やトランス、ＤＣ−ＤＣコ
ンバータ等からなり、必要な電力を制御装置２内の各回
路に供給する。

第５図および第６図はタブレット１ｏの構造を示してお
り、磁歪伝達媒体１１は、Ｘ方向およびＹ方向にそ・れ
ぞれ複数本、互いにほぼ平行に配置される。磁歪伝達媒
体１１は強磁体であれば使用できるが、強い磁歪振動波
を発生させるために磁歪効果の大きな材料、例えば鉄を
多量に含むアモルファス合金が特に望ましい。また、磁
石を接近させても磁化され難い保持力の小さな材料が好
ましい。

アモルファス合金しては、例えばＦｅ、□Ｃｏ、、Ｂ、
。

５１１（原子％）＋　Ｆ　Ｑｑｓ、　Ｂ　１３．Ｓ　Ｓ
　１３．Ｓ　Ｃｍ　（原子％）等が使用できる。磁歪伝
達媒体１１は細長い形状をしており、その断面は長方形
の薄帯状か円形の線状が望ましく、薄帯状の場合、幅は
数ｍ程度、厚さは数μｍ〜数１０μｍ程度の大きさが製
造も容易で且つ特性も良好である。アモルフス合金は製
造上、厚さが２０〜５０μｍの薄いものも作れるので、
これを薄板状或は線状に切断すれば良い。この実施例で
はＦ　ｅ（ｇ　Ｉ　Ｂ　１３．５　Ｓ　１３．５　Ｃ２
（原子％）からなる幅２１ＴＩＴ１．厚さ０．０２ｎｎ
の磁歪伝達媒体を使用している。

各磁歪伝達媒体１１は合成樹脂等からなる細長円筒状の
補強材１２の内部に収容されている。Ｘ方向に配置され
た各磁歪伝達媒体１１の一端の補強材１２上にはＸ方向
第１コイル１３が配設されている。このＸ方向第１コイ
ル１３は、隣接する補強材１２間でひねられ、互いに隣
接する磁歪伝達媒体１１毎に逆方向に巻回されており、
コイル１３に電流を流した時に各磁歪伝達媒体１１に対
応した部分より生起される磁束、またはコイル１３に一
方向の磁束が加わった時に前記各部分に生起する電圧が
逆方向となるようにしである。このため、コイル１３に
パルス電流を流した時に発生するパルス雑音や外部から
の誘導がコイル１３の隣接する各部分の間で互いに打ち
消し合って弱められる。なお、巻回数は図示例では１回
であるが、２回以上にしても良い。このＸ方向第１コイ
ル１３は瞬時的磁場変動を発生して磁歪伝達媒体１１の
各々の巻回部位に磁歪振動波を生起させるためのもので
あり、コイル１３の一端はタブレット制御回路Ｓに接続
され、その他端は接地される。

Ｙ方向に配置された各磁歪伝達媒体１１の一端の補強材
１２上にも同様にＹ方向第１コイル１４が配設され、隣
接する補強材１２間でひねられ、互いに隣接する磁歪伝
達媒体１１毎に逆方向に巻回されている。このＹ方向第
１コイルＩ４の一端は、コイルＩ３と同様にタブレット
制御回路５に接続され、他端は接地される。なお、作用
についてはコイル１３と同様である。

Ｘ方向第１コイルＩ３の巻回部分およびＹ方向第１コイ
ル１４の巻回部分に長手方向に平行なバイアス磁界をそ
れぞれ加えるため、これらコイル１３゜１４と相対する
ように、例えば角磁石で構成された基準位置指定用磁気
発生器１５が設けられている。

このようにバイアス磁界を印加するのは、少ないｌ′ｉ
！流で大きな磁歪振動波の発生を可能にするとともに、
この磁歪振動波の発生位置を指定するためである。即ち
、磁歪伝達媒体１１の電気機械結合係数（機械的エネル
ギーから電気的エネルギー、または電気的エネルギーか
ら機械的エネルギーへの変換効率を示す係数）は、例え
ば第７図に示すようにあるバイアス磁界のとき最大とな
るから、このような磁気バイアスをＸ方向第１コイル１
３．Ｙ方向第１コイル１４の巻回部分に印加しておくこ
とにより効率良く磁歪振動波を発生することができる。

Ｘ方向に配置された磁歪伝達媒体１１の広い範囲にわた
って補強材１２」二にＸ方向第２コイル１６が配設され
ている。このＸ方向第２コイル１６は磁歪伝達媒体１１
を伝搬する磁歪振動波による誘導電圧を検出するための
ものであり、一端はタブレット制御回路５に接続され、
また他端は接地され、巻回された領域が位置検出領域と
なる。このコイル１Ｇは各磁歪伝達媒体１１上に全て同
一方向（この実施例では左巻き）に巻回され、且つ隣接
するコイル同士で接続の極性が逆になる如く直列に接続
されている。従って、全てのコイル１６に一方向の磁束
が加わった時に各コイル１６に生起する電圧、電流の方
向、またはコイル１６全体に電流を流した時に各コイル
同士で逆方向となり、外部からの誘導や雑音が隣接する
コイル間で互いに打ち消し合って弱められる。このコイ
ル１６の巻きピッチはＸ方向第１コイル１３に近接して
いる側の一端より反対側の他端に向って徐々に密に巻回
されており、磁歪振動波の減衰により誘導電圧が小さく
なるのを補なっている。一般的に誘導起電力を高めるた
めには巻きピッチは大きい方が好ましい。

また、Ｙ方向に配置された磁歪伝達媒体１１にも広い範
囲にわたってその補強材１２上にＹ方向第２コイル１７
が配設されている。このコイル１７は各磁歪伝達媒体１
１上を全て同一方向（この実施例では左巻き）に巻回さ
れ、且つ隣接するコイル同士で接続の極性が逆になるよ
うに直列に接続されている。また、このコイル１７の巻
きピッチはＹ方向第１コイル１４に近接している側の一
端より反対側の他端に向って徐々に密に巻回されており
、その一端は、コイル１６と同様にタブレット制御回路
５に接続され、他端は接地されている。なお、このコイ
ル１７の作用については、コイル１６と同様である。

前述したＸ方向の磁歪伝達媒体１１と補強材１２とＸ方
向第１コイル１３とＸ方向第２コイル１６とからなるＸ
方向の位置検出部と、Ｙ方向の磁歪伝達媒体１１と補強
材１２とＹ方向第１コイル１４とＹ方向第２コイル１７
とからなるＹ方向の位置検出部とは、互いに直交するよ
うに重ね合わされ、ケース５０の底部に収納され、接着
剤等で固定されている。また、基準位置指定用角磁石１
５は磁歪伝達媒体１１の端部に対向するようにケース５
０の底部に固定されるが、磁歪伝達媒体１１の上方、下
方、側方に並列に配置しても良い。

次に、タブレット制御回路５の概略構成を第８図に示す
回路ブロック図により説明するとともに、タブレット１
０による位置検出の動作について詳述する。

今、入カバネル１において、入力ペン３が最上面の硬質
シート３０から平板２０を通して、タブレット１０のＸ
方向第１コイル１３のコイル面中心からＸ軸方向の距１
ｖ１１２□の磁歪伝達媒体ｌｌ上に位置し、また、Ｙ方
向第１コイル１４のコイル面中心からＹ軸方向の距離Ｑ
２の磁歪伝達媒体１１上に位置し、電気機械結合係数が
大きくなる程度の磁気を磁歪伝達媒体１１に加えている
ものとする。

電子計算機８よりタブレット制御回路５のマイクロプロ
セッサ５０１に測定開始の命令信号を送出すると、この
マイクロプロセッサ５０１はＸ、Ｙ切換え信号のうちＸ
を選択する切換信号をマルチプレクサ５０２および５０
３に送出し、Ｘ方向パルス電流発生器５０４およびＸ方
向第２コイル１６を選択するとともに、トリガパルスを
マルチプレクサ５０２を介してＸ方向パルス電流発生器
５０４に加え、Ｘ方向第１コイル１３にパルス電流を印
加する。また、トリガパルスは単安定マルチバイブレー
タ（モノマルチ）５０５を介してカウンタ５０６にも加
えられており、このカウンタ５０６はリセットされ、ク
ロック発生器５０７より供給されるグロックパルスの計
数を開始する。クロック発生器５０７のタロツクパルス
のパルス繰返し周波数は、例えば１００ＭＩＩｚである
。

Ｘ方向パルス電流発生器５０４が動作しパルス電流がＸ
方向第１コイル１３に印加されると、Ｘ方向第１コイル
１３で瞬時的磁場変動が発生し、これが原因で磁歪伝達
媒体１１のＸ方向第１コイル１３の巻回部分で磁歪振動
波が生起する。この磁歪振動波は磁歪伝達媒体１１固有
の伝搬速度（約５０００　ｍ　／秒）で磁歪伝達媒体１
１を長手方向に沿って伝搬する。

そして、この伝搬中において、磁歪振動波が存在する磁
歪伝達媒体１１の部位でその部位の電気機械結合係数の
大きさに応じて機械的エネルギーから磁気的エネルギー
への変換が行なわれ、ぞのためＸ方向第２コイル１６に
誘導起電力が発生する。

第９図はＸ方向第２コイル１６に発生する誘導起電力の
時間的変化の一例を、Ｘ方向第１コイル１３にパルス電
流を印加した時刻１＝０として図示したものである。同
図に示すように、誘導電力の振幅は時刻１＝０直後と時
刻し。からし工〜ｔ２秒経過したあたりで大きくなり、
他の時刻では小さくなる。時刻１＝０直後で誘導起電力
の振幅が大きくなるのは、Ｘ方向第１コイル１３とＸ方
向第２コイル１６間の電磁誘導作用によるものであり、
時刻１＝１□〜ｔ２において１サイクルの誘導起電力（
Ｉｉ！歪振動波による誘導電圧）の振幅が大きくなるの
は、Ｘ方向第１コイル１３の巻回部分で発生した磁歪振
動波が、磁歪伝達媒体１１を伝搬して入力ペン３の直下
付近に到達し、その部分で電気機械結合係数が大きくな
ったためである。入力ペン３を磁歪伝達媒体１１の長手
方向に沿って移動させると磁歪振動波による誘導電圧も
それに応して時間軸」二を移動する。従って、時刻し。

からｔ□〜ｔ２までの時間を測定することにより入力ペ
ン３で指定されたＸ方向の位置、即ち距ｉ’ｆｌｔＱ　
ｔを算出することができる。位置を算出するための伝搬
時間としては、たとえば、第９図に示すように磁歪振動
による誘導電圧の振幅が閾値−Ｅｌより小さくなった時
点し３、閾値Ｅ１より大きくなった時点ｔ４を使用して
も良く、また、ゼロクロス点し５を使用しても良い。

前述したＸ方向第２コイル１６で発生する誘導起電力は
マルチプレクサ５０３を介して増幅器５０８に送られ増
幅され、さらに比較器５０９に送出される。

この比較器５０９ではこの誘導起電力と基準電圧、例え
ば前述した閾値Ｅ□とを比較し、誘導起電力が閾値Ｅ４
より大きくなった時、即ち磁歪振動波による誘導電圧の
正極性部分を検出した時にカウンタ５０６にス１〜ツブ
パルスを送出し、カウンタ５０６の計数を停止させる。

この時、カウンタ５０６には、Ｘ方向第１コイル１３に
パルス電流が加えられた時刻からＸ方向第２コイル１６
に磁歪振動波による誘導電圧が現われるまでの時間に対
応するデジタル値が得られる。また、この値は磁歪振動
波が毎秒約５，０００ｍの速さで進むことにより、Ｘ方
向第１コイル１３から入力ペン３までのＸ方向の距離Ｑ
１に対応したものとなる。

マイクロプロセッサ５０１はこの時のカウンタ５０Ｇの
計数値、即ちＸ方向位置データを読込む。

ついで、マイクロプロセッサ５０１はＹ方向の切換え信
号をマルチプレクサ５０２および５０３に送出し、Ｙ方
向パルス電流発生器５１０およびＹ方向第２コイル１７
を選択し、前記同様にして入力ペン３のＹ方向位置デー
タを読込む。

このようにして得られたデジタル値のＸ座Ｊ　！ｔａお
よびＹ座標値は、一旦、マイクロプロセッサ５０１内の
メモリに記憶され、電子計算４！！８に送出されるが、
前述の測定開始を示す信号が出されている間、上述した
ような測定が繰返され、その値は更新される。

電子計算計８では、このＸおよびＹ座標値をタッチパネ
ル制御回路６に送出する。また、後述するようにタッチ
パネル制御回路６からペン抑圧状態信号が送出されると
、その時点でのＸおよびＹ座標値を指定座標値として入
力する。

この実施例ではＸ方向第１コイル１３、Ｙ方向第１コイ
ル１４を磁歪振動波の発生用に使用し、Ｘ方向第２コイ
ル１６、Ｙ方向第２コイル１７を磁歪振動波の検知用と
して使用したが逆としても良く、その場合には入力ペン
３の直下で磁歪振動波が発生し、第１コイル１３．１４
で誘導電圧が発生することになる。

タッチパネル６０は、第１０図から第１２図に示すよう
にポリエステルフィルム等の透明なベースフィルム６１
ａの表面に、炭Ｓ＜Ｃ＞または酸化インジウム（Ｉｎ○
、）、酸化ｕ（Ｓｎ○３）等からなる複数の幅１０〜１
５Ｍｎ程度の帯状の不透明または透明な抵抗層（電極）
６１ｂ−１〜６　ｌ　ｂ−２４を、所定間隔離してほぼ
平行に蒸着した導電性フィルム６１と、これと同様なベ
ースフィルム６２ａおよび電極６２ｂ−１〜６２ｂ−１
６からなる導電性フィルム６２とを有している。これら
電極５ｉｂ−ｉ〜６１ｂ−２４と電極６２ｂ−１〜６２
ｂ−１６とは互いに直交し、且つ導電性フィルｔ、　６
２１．に所定間隔を隔てて縦横に設けたシリコン樹脂等
の透明なドツトスペーサ６３を介して対向している。な
お、ドツトスペーサ６３は導電性フィルム６１側に設け
ても良い。

これら電極の幅は、第１３図に示すようにタッチパネル
６０上の入力ペン３を持つ手が押える部分Ａ、並びに他
方の手が押える部分Ｂがペン先の位ＩＣより平均的に２
０ｎｎ＋以上離れていることから設定されたもので、特
にこれに限定されるものではなく、要は前記ＡおよびＢ
の部分とＣを含むスイッチマトリクスとが完全に分離し
て認識されれば良い。

各電極６１ｂ−１〜６１ｂ−２４および１！極６２ｂ−
，１〜６２ｂ−１６は、通常、ドツトスペーサ６３によ
り離隔され導通しないが、入カバネル１の最上部の硬質
シート３０の上より指や入力ペン等で平板２０側に押圧
すると、この抑圧された位置で交差している電極６１ｂ
−１〜６１ｂ−２４と電極６２ｂ−１〜６２ｂ−１６と
が導通するマトリクス状のキースイッチ６８−１〜６８
−３８／ｌを構成するようになっている。これら各電極
６１ｂ−１〜６１ｂ−２４および電極６２ｂ−１〜６２
ｂ−１６はコネクタ６／ｌを介して信号線６９に接続さ
れ、この信号線６９はそれぞれタッチパネル制御回路６
に接続される。なお、第１０図から第１２図については
厚さ方向のみ拡大して図示している６ タツチパネル制御回ｖＴ６は、タッチパネル６０中の検
出された位置座標上のスイッチを選択し、このスイッチ
に前記人力ペン３が接触したか否かの抑圧状態信号検出
手段を構成するもので、第１４図に示すように、マイク
ロプロセッサ６０１、アドレスデコーダ６０２．ラッチ
回路６０３〜６０５、デコーダドライバ６０６．６０７
、マルチプレクサ６０８〜６１０、そしてレベル判定回
路６２０を有している。

前述したようにタブレット制御回路５より電子計算機８
を介して、入力ペン３のＸおよびＹ座標値がマイクロプ
ロセッサ６０１に送られて来ると、このマイクロプロセ
ッサ６０１は予め記憶しているタブレット１０により位
置座標とタッチパネル６０の各スイッチとの位置関係よ
り、前記入力ペン３の座標値を含むスイッチの位置、例
えば６８−７８を検出し、これをタッチパネル６０の電
極の位置に対応するデータ（ＢＣＤコード）に変換して
ラッチ回路６０３〜６０５に送出する。なお、このデー
タはデーダバス６００より各ラッチ回路に送られるが、
この際、アドレスデコーダ６０２により選択的に各ラッ
チ回路に所定のデータが格納される。

ラッチ回路６０３に送出されたデータはデコーダドライ
バ６０６　、６０７で解読され、電極６７ｂ−１〜６２
ｂ−１６のうちの選択された１つ、ここでは６２ｂ−４
にハイレベル（＋　５　Ｖ）の電圧を与える。一方、ラ
ッチ回路６０４．６０５に送出されたデータはマルチプ
レクサ６０８−６１０で解読され、電極６１ｂ−１〜６
１ｂ−２４のうちの選択された１つ、ここでは６１ｂ−
６をレベル判定回路６２０に接続する・ レベル判定回路６２０はオペアンプ６２１、基］ｔＳ圧
源６２２）および抵抗等からなり、入力電圧が基準電圧
ＶＴ以下であるとローレベル（○■）の信号を出力し、
基準電圧ＶＴ以上の電圧が入力されるとハイレベルの信
号を出力する。なお、レベル判定回路６２０の替りにＡ
／Ｄ変換器を介してマイクロプロセッサ６０１に処理さ
せても同様の事を実現できる。

この時、選択されたスイッチ６８−７８以外のスイッチ
が入力ペン３を持つ手等に押圧され、導通しても入力電
圧はローレベルのままであるが、上記のスイッチ６８−
７８を入力ペン３で押圧されると、ハイレベルの電圧が
レベル判定回路６２０に入力され、従って、レベル判定
回路６２０よりハイレベルの信号、即ち抑圧状態４４号
が出力されるにの抑圧状態信号はマイクロプロセッサ６
０１より電子計算機８に送出される。

電子計算機８は抑圧状態信号を受信すると、その時点に
おけるタブレット１０およびタブレット制御回路５より
のＸおよびＹ座標値を指定座標値として認識する。

入力ペン３を移動させると、それにともなってタッチパ
ネル６０の選択されるスイッチの位置も変化し、同様に
入力ペン３で指示した位置のみ電子計算機８に指定座標
値として認識される。

第１６図はタブレットの他の例を示すものである。タブ
レット７０は、同図に示すように上からシールド板７１
０ａ、磁性体板７２０ａ、　７２０ｂ、導体板７３０ａ
　。

７３０ｂ　、磁性体板７２０ｃ、　７２０ｄ、導体板７
３０ｃ、　７３０ｄ。

７２０ｅ、　７２０ｆ、シールド板７１０ｂの１２層か
らなっている。

シールド板７１０ａ、　７１０ｂは、ガラスエポキシ等
の絶縁性基板７１１の片面に銅板７１２を貼着したプリ
ント基板を用いている。

磁性体板７２０８〜７２０ｆは、複数（図示例では８本
）の長尺の磁性体７２１をほぼ平行に配列し、これを２
枚のガラスエポキシ等の絶縁性基板の間に挾持し、加熱
圧着等により一体化してなるものである。

ここで、磁性体７２１としては磁石を接近させても磁化
され難く、即ち保持力が小さく且つ透磁率（μ）の高い
材料、例えば直径が約０．１ｍの断面円形状のアルモフ
ァスワイヤが用いられる。アルモファスワイヤとしては
、例えば（Ｆｅよ−ｘ　Ｃｏ　ｘ　Ｌ　５Ｓ１１０Ｂ１
５（原子％）（ＸはＦｅとＧｏとの割合を示すもので、
Ｏ〜１の値をとる）等が適している。

導体板７３０ａ〜７３０ｄは、ガラスエポキシ等の絶縁
性基板の片面に銅板を貼着したプリント基板に工ッチン
グ加工を施し、複数（図示例では１７本）の両端にラン
ド孔を有する導体を形成してなるものである。

磁性体板７２０ａと７２０ｂとの間、７２０ｃと７２０
ｄとの間、そして７２０ｅと７２Ｏｆとの間はそれぞれ
加熱圧着により、また他の基板間は接着用シートを介し
て接着固定される。この時、磁性体板７２０ａ、７２０
ｃ、７２０ｅの磁性体はＹ方向、磁性体７２０ｂ、７２
０ｄ、７２０ｆの磁性体はＸ方向に沿って配置され、導
体板７３０ａ、　７３０ｃの導体はＹ方向に直交する方
向、導体板７３０ｂ、７３０ｄの導体はＸ方向に直交す
る方向に配置される。

なお、他の製造方法として、２枚の磁性体板をその磁性
体が互いに直交するように加熱圧着し、その両件側にプ
リント基板に接着固定し１．その後、エツチング処理に
より導体を形成し、もしくは形成せず、シールド板７１
０ａと磁性体板７２０ａ、　７２０ｂおよび導体板７３
０ａとの組、導体板７３０ｂと磁性体板７２０ｃ、　７
２０ｄおよび導体板７３０ｃとの組、並びに導体板７３
０ｄと磁性体７２０ｅ、　７２０ｆおよびシールド板７
１０ｂとの組を作成し、これらをさらに接着固定するよ
うにしても良い。タブレノ１ルフ０全体の厚さは、実際
は３〜５ｍ程度であるが、図面では厚さ方向のみを拡大
して表わしている。また、タブレッ１へ７０において、
磁性体板７２０ａ、　７２０ｂ、　７２０ｅ、　７２０
ｆは、その中の磁性体７２１により励磁線の周囲に発生
する磁束の通り道を構成し、より大きな電磁誘導を得る
ためのものであり、特に設けなくても差支えない。また
、シールド板７１０ａ、　７１０ｂは外部からの通常ノ
イズの混入、および外部への誘導雑音の放出を防止する
ためのものであり、これも特に設けなくても差支えない
。

導体板７３０ｂと７３０ｄの各導体は、」二下に重なり
合う導体同士が一端のランド孔にてスルーホール処理に
より接続され、磁性体板７２０ｄ中の磁性体７２１の周
囲を巻回するＸ方向の励磁線７４０ａ〜７４０１および
検出線７５０ａ〜７５０ｈを交互に形成する。励磁線７
４０ａ〜７４０ｊの導体板７３０ｂ側の他端は、隣接す
る励磁線７４０ａ〜７４０１の導体板７３０ｄ側の他端
に接続され、即ち直列に接続され、励磁線７４０ａの他
端と励磁線７４０１の他端は後述する位置検出回路８０
内の駆動電流源に接続される。また、各検出線７５０ａ
〜７５０ｈの導体板７３０ｂの他端は、それぞれマルチ
プレクサ７８０に接続され、検出線７５０ａ〜７５０ｈ
の導体板７３０ｄ側の他端は共通に接地される。

導体板７３０ａと７３０ｃの各導体は、上下に重なり合
う導体同士が一端のランド孔にてスルーホール処理によ
り接続され、磁性体板７２０ｃ中の磁性体７２１の周囲
を巻回するＹ方向の励磁線７６０ａ〜７６０１および検
出線７７０ａ〜７７０ｈを交互に形成する。励磁線７６
０ａ〜７６０１の導体板７３０ａ側の他端は、隣接する
励磁線７６０ａ〜７６０１の導体板７３０ｃ側の他端に
接続され、即ち直列に接続され、励磁線７６０ａの他端
と励磁線７６０ｊの他端は駆動電流源に接続される。ま
た各検出線７７０ａ〜７７０ｈの導体板７３０ａ側の他
端は、それぞれマルチプレクサ７９０に接続され、検出
線７７０ａ〜７７０ｈの導体板７３０ｃ側の他端は共通
に接地される。

タブレット７０に対応するタブレット制御回路９の具体
的構成を第１６図により°、各回路ブロックの説明とと
もに動作について詳述する。

タブレット制御回路９の電源が投入されると、タブレッ
ト７０の励磁線７４０ａ〜７４０ｉ、　７６０ａ〜７６
０ｊには駆動電流源９０１より正弦交番電流が流される
。

この時、検出線７５０ａ−７５０ｈおよび７７０ａ〜７
７０ｈには、励磁線７４０ａ〜７４０１および７６０ａ
〜７６０１を流れる交番電流に基づく電磁誘導により誘
導電圧が発生する。

この電磁誘導は磁性体板７２０８〜７２０ｆの磁性体７
２１を介して行なわれるため、磁性体７２１の透磁率が
大きい程、前記誘導電圧の電圧値は大きくなる。

ところで、磁性体７２１の透磁率は外部より加わる磁気
バイアスによって大きく変化する。その変化のようすは
磁性体の組成、交番電流の周波数、あるい磁性体に熱処
理等を加えることなどにより異なるが、ここでは第１７
図に示すように僅かな磁気バイアスを加えた時に最大と
なり、それ以上の磁気バイアスを加えれば加える程減少
するものとする。

入力ベン３の先端を磁性体７２１の上部に位置させると
、棒磁石３０２より出た磁束は入力ペン３の先端直下で
は磁性体７２１にほぼ直交し、また、その両側では徐々
に磁性体７２１に沿うようになる。

磁性体７２１に加えられる磁気バイアス量は磁束と磁性
体７２１との交差する角度が小さい程大きくなるため、
入力ペン３の先端直下で一番小さく、ここから離れるに
従って徐々に大きくなる。

従って、タブレット７０の十部に通常形成される入力面
に入力ペン３の先端が当てられた時、その先端直下の磁
性体７２１に加えられる磁気バイアス量を前述の僅かな
磁気バイアス量に設定し、入力ペン３の先端を検出線７
５０ａからＸ方向の距離ｘｓおよび検出線７７０ａから
Ｙ方向の距離ｙｓだけ隔てた人力面の位置に押し当てる
と、例えばＸ方向の検出線７５０ａ〜７５０ｈには第１
８図に示すように、入力ペン３を置いた位置（指定位置
）にも最も近い検出線に発生する電圧値を極大値として
、指定位置から離れるに従って徐々に小さくなる誘導電
圧Ｖ、〜Ｖ、が発生する。第１８図において、横軸は検
出線７５０ａ〜７５０ｈの位置をそれぞれｘ１〜ｘＢと
するＸ方向の座標位置を示し、縦軸は電圧値を示してい
る。

一方、この時、前述したと同様に電子計算機８より演算
処理回路９０２に測定開始の命令信号を送出すると、演
算処理回路９０２は出力バッファ９０３を介してマルチ
プレクサ７８０へ制御信号を送り、Ｘ方向の検出線７５
０ａ〜７５０ｈの誘導電圧を増幅器９０４へ順次人力す
る。これら各誘導電圧は増幅器９０・１で増幅され、検
波器９０５で整流されて直流電圧に変換され、さらにア
ナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換器９０６にてデジタル
値に変換され、入力バッファ９０７を介して演算処理回
路９０２に送出される。演算処理回路９０２では各誘導
電圧（デジタル値）をメモリ９０８に一時記憶し、これ
らよりＸ方向の座標値Ｘｓを求める。

座標値Ｘｓが算出方法は種々考えられるが、市況誘導電
圧が入力ペン３直下の電圧を極大値としてその両側で減
少している点に着目して、この極大値付近の誘導電圧に
近似する函数を求め、その函数の極太値の座標として座
標値Ｘｓを求める方法がある。ここで、例えば、各検出
線７５０ａ〜７５０　ｈの間隔をΔＸとし、第１８図に
おいて座標Ｘ３から座標Ｘ、までを２次函数（図中、実
線で示す）で近似すると、次のようにして算出すること
ができる。

まず、各検出線の電圧と座標値より Ｖ３＝＝ａ（Ｘ、−Ｘｓ）”＋ｂ　　　　　−−（１）
Ｖ４＝ａ（Ｘ、−Ｘｓ）２＋ｂ　　　　　　・−（２）
Ｖ、＝　ａ　（Ｘ、　−Ｘｓ）”＋　ｂ　　　　　−・
−（３）となる。ここで、ａ、ｂは定数（ａ＜Ｏ）であ
る。

また、 Ｘ、−Ｘ１＝Δｘ　　　　　　　　　　−＝　−（４）
Ｘ、、−Ｘ１＝２Δｘ　　　　　　　　　・＝　−（５
）となる。（４）、（５）式を（２）、（３）式に代入
して整理すると、 Ｘ５＝Ｘ、＋Δｘ／　２　（（３Ｖ３−４　Ｖ＋Ｖ、）
／（Ｖ、−２Ｖ、＋Ｖ、））・・・・・・（６）となる
。従って、前記（６）式に検出線７５０ｃ、７５Ｑｄ。

７５０ｃに誘起する電圧Ｘ７．Ｘ４．Ｖ、、および検出
線７５０ｃの座標ｘ　ｙ　（既知）を代入して演算する
ことにより、Ｘ座標値Ｘｓを求めることができる。

演算処理回路９０２は、まず前記各１″Ａ導電圧の中よ
り極大値（ここでは最大の電圧値）を有する誘導電圧ｋ
を検出する。さらに演算処理回路９０２はメモリ９０８
内より前記誘導電圧Ｖｋと、その前後の誘導電圧Ｖｋ−
１，Ｖｋ＋１を取り出し、これらをそれぞれ前記（６）
式における電圧Ｖ、、Ｖ、、Ｖ、として（６）式の演算
処理を行ない、Ｘ座標値Ｘｓを求める。

次に演算処理回路９０２は出力バッファ９０３を介して
マルチプレクサ７９０に制御信号を送り、Ｙ方向の検出
線７７０ａ〜７７０ｈの誘導電圧を順次入力し、ｌ′Ｉ
’＋ｆ述と同様な処理を行ないＹ座標値ｙｓを求める。

このようにして求められたデジタル値のＸおよびＹ座標
値は一旦、メモリ９０８に記憶され、電子計算機８に送
出されるが、前述のａ＋！Ｉ定開始を示す信号が出され
ている間、上述したような測定および演算が所定時間毎
に繰返され、その値は更新される。

電子計算機８では、前述同様、ＸおよびＹ座標値をタッ
チパネル制御回路６に送出する。また、前述したように
タッチパネル６０およびタッチパネル制御回路６から抑
圧状態信号が送出されると、その時点でのＸおよびＹ座
標値を指定座標値として入力する。

第１９図は駆動電流源９０１の具体例を示すものである
。駆動電流源９０１は、演算処理回路９０２のクロック
パルス（またはこれを分周したパルス）を入力信号とし
、これを積分し、三角波信号に変換する積分回路９０１
ａと、この三角波信号を正弦波信号に変換するバンドパ
スフィルタ９０１ｂと、オペアンプと電流増幅器とで構
成されたパワードライバ９０１ｃとを有しており、パワ
ードライバ９０１Ｃは正弦波信号を電流増幅して励磁線
７４０ａ〜７４０ｉ、　７６０ａ〜７６０１へ送出する
。なお、基準（人力）信号にクロックパルスを用いたの
はタブレット制御回路９と同期をとるためである。

なお、実施例中の磁性体、励磁線および検出線の本数は
あくまでも一例であり、これに限定されないことはいう
までもない。また検出線の間隔は２〜６ｍ程度であれば
比較的精度良く位置検出できることが実験により確かめ
られている。また、位置指定用磁気発生器も棒磁石に限
定されることはなく、板、リング、角棒等でもよく、あ
るいは電磁石でもよい。

上述実施例において、タッチパネルの上下弾性シー１−
のうち、どちらか一方を取り除いても、多少ペンの抑圧
を大きくすれば同様の効果を得られる。

「発明の効果コ 以」二説明したようにこの発明によれば、定常的な磁場
を発生する磁気発生器で指定されたタブレット上の位置
を検出する位置検出装置において、タブレット上のスイ
ッチマトリクス構成を有するタッチパネルを重ね合せる
とともに、タッチパネル中の位置検出された座標上のス
イッチを選択し該スイッチに磁気発生器が接触したか否
かを検出する抑圧状態検出手段を設けたため、タッチパ
ネルに入力ペンを抑圧するのみで抑圧状態信号を取出す
ことができる。従って、磁気発生器のみを備えた入力ペ
ンを使用でき、通常の筆記具のように自然な感覚で操作
できるとともに、検出された座標上のスイッチのみより
抑圧状態信号を取出すため、入力ペン以外の手等がタッ
チパネルに触れても抑圧状態信号が出力される恐れがな
く、誤った座標値が入力されることがない。また、通常
のタッチパネルの構造上必要なドツトスペーサの上や、
電極間の隙に、先の細い入力ペンが置かれても、タッチ
パネルの上面には柔らかい弾力性のあるシートを敷いで
あるので、ペン先での圧力が分散されてタッチパネルに
伝わり、ペン抑圧状態信号が途切れることなく検出でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の入力装置の一実施例の基本的構成を
示す斜視図、第２図は入カバネルの概略的構成を一部省
略しかつ拡大して示す断面図、第３図は制御装置の概略
構成を示すブロック図、第４図は入力ペンの断面図、第
５図はタブレットの構造を示す平面図、第６図は第５図
ＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図、第７図は磁気バイアス対電
気機械結合係数の特性図、第８図はタブレノ１−制御回
路のブロック図、第９はＸ方向第２コイルに発生する誘
導起電力の時間的変化の一例を示すグラフ、第１０図は
タッチパネルの主要部を分解して示す斜視図、第１１図
はタッチパネルの全体をしめす斜視図、第１２図はタッ
チパネルの要部を拡大して示す断面図、第１３図はタッ
チパネル上における入力ペン３を持つ手と他方の手およ
び入力ペンのペン先の位置との関係を示す説明図、第１
４図はタッチパネル制御回路を示すブロック図、第１５
図はタブレットの他の実施例を分解して示す斜視図、第
１６図は第１５図のタブレットにおけるタブレノ１−制
御回路を示すブロック図、第１７図は磁気バイアス対透
磁率の特性図、第１８図はＸ方向の各検出線に発生する
誘導電圧の一例を示すグラフ、第１９図は駆動電流源８
１の具体例を示す電気回路図である。 図中、１は入カバネル、２は制御装置、３は人力ペン、
４は電源装置、５はタブレノ１〜制御回路。 ６はタッチパネル制御回路、ＩＯはタブレット、２５は
下部弾性シート、３０は硬質シート、４０は上部弾性シ
ート、６０はタッチパネルである。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）定常的な磁場を発生させる磁気発生器で指定され
   たタブレット上の位置を検出する位置検出装置において
   、前記タブレット上に位置し、前記磁気発生器の当接を
   検知するようにスイッチマトリックス構成を有するタッ
   チパネルと、このタッチパネル上面あるいは下面のいず
   れか一方の面と当接するように配置され、前記磁気発生
   装置の当接点を拡大して前記タッチパネルに伝える柔軟
   性のあるシートと、このシートを介して前記タッチパネ
   ル中の位置検出された座標上のスイッチを選択し、前記
   磁気発生器の接触状態を検出する制御回路とを備えたこ
   とを特徴とする位置検出装置。
2. （２）特許請求の範囲第１項において、前記シートは前
   記タッチパネルの上面に載置されていることを特徴とす
   る位置検出装置。
3. （３）特許請求の範囲第１項において、前記シートは前
   記タッチパネルの下面に配置されていることを特徴とす
   る位置検出装置。
4. （４）特許請求の範囲第１項において、前記シートは前
   記タッチパネルの上面および下面に載置されていること
   を特徴とする位置検出装置。
5. （５）特許請求の範囲第１項において、前記上部シート
   上には耐久性のある硬質シートで覆われていることを特
   徴とする位置検出装置。