JPS62130420A - 座標検出装置 - 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〕 本発明は座標検出装置に関し、特に、信号検出ペンを用
いてアナログ式に文字や図形等の位置を検出する座標検
出装置に関する。

〔従来技術、および発明が解決しようとする問題点〕

従来、この種の座標検出装置としては電磁結合方式およ
び静電結合方式がよく知られている。

電磁結合方式を使用した座標検出装置は、例えば特公昭
５７−３１１８８号公報、特公昭５７−３２８３０号公
報、および特開昭５８−４３０７２号公報に示されるよ
うに信号処理系および周辺回路が複雑であるために高価
格となり安価な座標検出装置を提供することが困難であ
った。これに対して、静電結合方式を使用した座標検出
装置は簡単な構造であり、従来様々な構成のものが提案
されている。

第８図は従来の静電結合方式の座標検出装置の一例であ
る特開昭５７−１２７２７９号公報に示された座標検出
装置を概略的に示す構成図、第９図は第８図の座標検出
装置の等価回路を示す図であり、３１は第１の抵抗板、
３２は第２の抵抗板、３３は第１の交流信号源、３４は
第２の交流信号源である。

第１の抵抗板３１には抵抗膜が全面に塗布されており、
その両端には平行な第１の電極３１　ａ　、３１ｂが設
けられている。同様に、第２の抵抗板３２にも抵抗膜が
塗布されており、その両端には該第１の電極３１ａ、３
１ｂと直交する平行な第２の電極３２ａ、３２ｂが設け
られている。該第１の電極３１ａ。

３１ｂには第１の交流信号源３３が結合され、また第２
の電極３２ａ、３２ｂには該第１の交流信号源３３と周
波数の異なる第２の交流信号源３４が結合されている。

該第１の電極３１ｂには２つの交流信号源３３および３
４をそれぞれの周波数ごとに分離するフィルター３５が
結合されている。

ここで、Ｐ点を押圧すると、Ｐ点のＸ座標に相当する振
幅ｖｙで周波数が１１の交流電圧と、Ｐ点のＸ座標に相
当する振幅がＶｘで周波数がｆ２の交流電圧が出力分離
点Ｑに出力される。そして、該第１の電極板３１におけ
るＰ点の出力電圧は、フィルター３５のｒ１除去用フィ
ルター３５２を介することにより振幅Ｖｘの交流電圧と
して取出され、出力端子３６ａに出力される。一方、該
第２の電極板３２におけるＰ点の出力電圧は、フィルタ
ー３５のｆｚ除去用フィルター３５ｂを介することによ
り振幅ｖｙの交流電圧として取出され、出力端子３６ｂ
に出力される。これらの電圧ＶｘおよびｖｙからＰ点の
位置座標（ｘ、　　ｙ）が求められることになる。

しかし、静電結合方式の座標検出装置は出力信号の直線
性が抵抗板に塗布された抵抗膜の均一性に左右されるた
めに正確な座標を検出することが困難であった。

〔問題点を解決するための手段、および作用〕本発明は
上記した問題点に鑑みてなされ、新規な座標検出装置を
提供するもので、複数の平行な線電極が電極板に等間隔
に配設された第１の電極群と、該第１の電極群と直交す
る複数の平行な線電極が電極板に等間隔に配設された第
２の電極群と、該第１の電極群の隣接する２本の線電極
の間にそれぞれ抵抗器が挿入される第１の抵抗器群と、
該第２の電極群の隣接する２本の線電極の間にそれぞれ
抵抗器が挿入される第２の抵抗器群と、該第１の抵抗器
群の両端の接続を反転するように切換える第１のスイッ
チ手段と、該第２の抵抗器群の両端の接続を反転するよ
うに切換える第２のスイッチ手段と、該第１のスイッチ
手段に結合される第１の信号源と、該第２のスイッチ手
段に結合され該第１の信号源とは異なる波形を出力する
第２の信号源と、該第１のスイッチ手段によって得られ
る該第１の信号源の波形を有する２つの出力電圧を検出
して検出゛個所の第１の電極群に関する座標位置を算出
しおよび該第２のスイッチ手段によって得られる該第２
の信号源の波形を有する２つの出力電圧を検出して該検
出個所の第２の電極群に関するｉ標位置を算出する手段
と、を具備し、該第１の抵抗器群および該第２の抵抗器
群の両端に印加する電圧を該第１のスイッチ手段および
該第２のスイッチ手段により切り換え、その切り換え前
後の電圧を測定し、それらの電圧の比によって座標の位
置を検出するものである。

〔実施例〕

以下、図面を参照にして本発明に係る座標検出装置の実
施例を説明する。

第１図は本発明に係る座標検出装置の一実施例を概略的
に示す構成図であり、１および２は第１および第２の電
極板、３および４は第１および第２の電極群、５および
８は第１および第２の抵抗器群、６および９は第１およ
び第２のスイッチ手段、７および１０は第１および第２
の交流信号源、１１は信号検出ペン、１２は絶縁シート
、２０は座標算出部である。

第１の電極板１はガラス基板等よりなり、その表面には
複数の平行な線電極が等間隔に配設され、第１の電極群
３を構成している。そして、該第１の電極群３の複数の
線電極の隣接する２本の線電極の間にはそれぞれ等価な
抵抗器が並列に挿入され第１の抵抗器群５が構成されて
いる。そして、該第１の抵抗器群の両端５ａ、５ｂは第
１のスイッチ手段６にそれぞれ結合され、該第１のスイ
ッチ手段６には第１の交流信号源７（周波数二Ｆ、）が
結合されていて、該第１のスイッチ手段６を切換えるこ
とによって該第１の抵抗器群の両端５　ａ　＋５ｂの接
続を反転するようになされている。同様に、第２の電極
板２はガラス基板等よりなり、その表面には前記第１の
電極群３の複数の線電極と直交する複数の平行な線電極
が等間隔に配設され、第２の電極群４を構成している。

そして、該第２の電極板４に配設された複数の線電極の
間にはそれぞれ等価な抵抗器が並列に挿入され第２の抵
抗器群８が構成されている。そして、該第２の抵抗器群
の両端３ａ、１３ｂは第２のスイッチ手段９にそれぞれ
結合され、該第２のスイッチ手段９には前記第１の交流
信号［７とは異なる周波数（Ｆ２）を出力する第２の交
流信号ａｔＯが結合されていて、該第２のスイッチ手段
９を切換えることによって該第２の抵抗器群の両端８ａ
、８ｂの接続を反転するようになされている。

そして、信号検出ペン１１によって、アクリル樹脂板等
よりなる絶縁板１２を通して信号が検出されるようにな
されている。

第２図は第１図の部分拡大図であり、第２の電極板２、
第２の１！極群４および第２の抵抗器群８を示したもの
である。

上述したように、第２の電極板２の表面には複数の平行
な線電極４ａ〜４Ｉ！が等間隔に配設され、第２の電極
群４が構成されている。該第２の電極群４の隣接する２
本の線電極４ａ　−４ｂ、　４ｂ　−４ｃ。

４ｃｍ４ｄ、−−・−・−・、４ｊ−４に、４に一４Ｉ
ｌの間には第２の抵抗器群８を構成している等価な抵抗
器８　ｃ、　　８　ｄ、　　８　ｅ、　−−−−−、８
（１，８ｍがそれぞれ挿入されている。

次に、本実施例の座標検出動作を第２の電極板２、第２
の電極群４、第２の抵抗器群８、第２のスイッチ手段９
および第２の交流信号源１ｏについて説明する。

まず、第２のスイッチ手段９が第１図に示されるように
接続されているとき、すなわち第２の抵抗器群８の一端
８ａは接点９ａを介して接地され、該第２の抵抗器群８
の他端８ｈは接点９ｃを介して第２の交流信号源１０に
結合されて、第２の電極群４の各線電極に交流電圧が印
加されているとき、成る検出個所の電圧は信号検出ペン
１１によって測定される。この測定された電圧をｖｂと
する。

次に、第２のスイッチ手段９を切換え、該第２の抵抗器
群８の一端８ａが該第２の交流信号源１０に結合され、
また該第２の抵抗器群８の他端８ｂが接地されるように
する。そして、同様に該検出個所の電圧は信号検出ペン
１１によって測定される。この測定された電圧をＶａと
する。

そして、座標算出部２０によって該第２のスイッチ手段
９を切換えて得られた２つの電圧Ｖａ。

ｖｂから、これらの電圧の比Ｖａ／　（Ｖａ＋Ｖｂ　）
を算出し、この電圧比から該検出個所の座標を求めるも
のである。

第３図は、上記実施例の出力電圧と距離および出力電圧
比と距離の関係を示すグラフである。

Ｖａ、Ｖｂは上述した第２のスイッチ手段９を切換えて
信号検出ペン１１によって測定された前記検出個所の電
圧である。第３図から明らかなように出力電圧Ｖａ、Ｖ
ｂと距離との関係は非直線的であるのに対し、出力電圧
比Ｖａ／　（Ｖａ　＋Ｖｂ　）と距離との関係は広い直
線性をもっている。

以上の構成において、前記第１の交流信号ｒｉ、７およ
び第２の交流信号源１０は相異なる周波数（波形）を出
力する交流信号源とされているが、これら第１の交流信
号ａ７または第２の交流信号源１０のいずれか一方を直
流信号源等とし、波形が相異なる２つの信号源を使用す
るようにしてもよい。そして、前記第１の電極群３およ
び前記第２の電極群４を構成している線電極は、ＩＴＯ
（インジウム・ナイン・オキサイド）等の透光性を有す
る導電材料としてもよい。このように、線電極に透光性
を有する導電材料を使用すると前記電極板を通して図面
等の必要個所または形状等の座標を簡単に検出すること
ができる。

また、該第１の電極板ｌと該第２の電極板２とを１つの
電極板とし、該１つの電極板に前記第１の電極群３およ
び前記第２の電極群４を配設するようにしてもよい。さ
らに、これらの電極板として可撓性を有するポリエステ
ルフィルム等を使用してもよい。

そして、前記第１の抵抗器群５および前記第２の抵抗器
群８は該第１の電極群３および該第２の電極群４と一体
化するように構成してもよいのはもちろんである。

第４図は本実施例の信号処理系を概略的に示すブロック
図であり、２２は波形整形回路、２３は電圧記憶回路、
２４は演算回路、２１は出力である。

座標算出部２０は、波形整形回路２２、電圧記憶回路２
３、および演算回路２４を具備し、前記信号検出ペン１
１によって測定された検出個所の電圧は波形整形回路２
２により前記２つの交流信号源７および１０の有する周
波数Ｆ１およびＦ。

で２つの出力信号（Ｙ方向およびＸ方向）に分離して、
それぞれの出力信号を電圧記憶回路２３および演算回路
２４へ送り出す。

ここで、該検出ペン１１によって測定された電　□圧を
２つの出力信号に分離することは、第８図および第９図
に示す従来例で詳述したので省略する。

また、第６図および第７図は該２つの出力信号のうちの
一方の信号処理についてのみ示されているが、他方の信
号処理についても全く同様である。

次に、波形整形回路２２、電圧記憶回路２３、および演
算回路２４の一例を第５図〜第７図を参照して説明する
。

波形整形回路２２は１、第５図に示され、信号検出ペン
１１はアンプ２２１に結合される。該アンプ２２１　で
増巾された信号はコンデンサ２２２．２２３、抵抗２２
４．２２５、および演算増巾器２２６から構成される能
動高域フィルタと抵抗２２２　’　、２２３　’　、コ
ンデンサ２２４　’　、２２５　’　、および演算増巾
器２２６′から構成される能動低域フィルタとで２つの
出力信号に分離するものである。

この波形整形回路２２で分離された２つの出力信号のう
ち前記第２の交流信号源１０に関する信号について述べ
る。該波形整形回路２２からの信号は電圧記憶回路２３
および演算回路２４へ送出される。

この電圧記憶回路２３は前記第２のスイッチ手段９が第
１図に示されるように接続されているとき、すなわち第
２の抵抗器群８の一端８ａが接地され、他端８ｂが第２
の交流信号源１０に結合されているときの前記検出個所
の電圧ｖｂを記憶しておく部分てあり、第６図から明ら
かなように該電圧記憶回路２３は、ＦＥＴスイッチ２３
１、スイッチ２３２、コンデンサ２３３、および演算増
巾器２３４で構成されている。そして、該第２のスイッ
チ手段９が切り換えられ、該第２の抵抗器群８の一端８
ａが該第２の交流信号源１０に結合され、他端８ｂが接
地され該検出個所の電圧Ｖａが測定されるとき、該電圧
記憶回路２３で記憶されている電圧ｖｂを演算回路２４
へ送出するものである。

演算回路２４は前記電圧記憶回路２３で記憶された電圧
ｖｂと該信号検出ペン１１で検出される電圧Ｖａとから
Ｖａ／（Ｖａ＋Ｖｂ　）の電圧比を算出するものであり
、抵抗２４１．２４２．２４４、および演算増巾器２４
３で構成され電圧（Ｖａ　＋　Ｖｂ）を算出する加算回
路と、この加算回路で得られた電圧（Ｖａ　＋　Ｖｂ）
と電圧Ｖａとから電圧比Ｖａ　／　（Ｖａ　＋　Ｖｂ）
を算出する除算回路から成る。そして、出力２１から該
電圧比Ｖａ／　（Ｖａ　＋　Ｖｂ　）が得られ、前記検
出個所の座標が求められることになる。

以上に述べた信号処理系を構成する波形整形回路２２、
電圧記憶回路２３、および演算回路２４は、上述した回
路に限定されるものではなく、様々に変形することがで
きるのはもちろんである。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明に係る座標検出装置は、電
極群として線電極を形成し、これに抵抗器で座標位置を
検出するようにしたもので、構造が簡単であり、抵抗膜
の膜厚の不均一性により座標検出の精度が低下するよう
なこともなく高い精度で座標を検出することができるも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る座標検出装置の一実施例を概略的
に示す構成図、第２図は第１図の部分拡大図、第３図は
本発明に係る座標検出装置の一実施例の出力電圧と距離
および出力電圧比と距離の関係を示すグラフ、第４図は
本発明に係る座標検出装置の一実施例の信号処理系を概
略的に示すブロック図、第５図は第４図における波形整
形回路の一例を示す回路図、第６図は第４図における電
圧記憶回路の一例を示す回路図、第７図は第４図におけ
る演算回路の一例を示す回路図、第８図は従来の静電結
合方式の座標検出装置の一例を概略的に示す構成図、第
９図は第８図の座標検出装置の等価回路を示す図である
。 ■・・・第１の電極板、 ２・・・第２の電極板、 ３・・・第１の電極群、 ４・・・第２の電極群、 ５・・・第１の抵抗器群、 ６・・・第１のスイッチ手段、 ７・・・第１の交流信号源、 ８・・・第２の抵抗器群、 ９・・・第２のスイッチ手段、 １０・・・第２の交流信号源、 １１・・・信号検出ペン、 １２・・・絶縁板、 ２２・・・波形整形回路、 ２３・・・電圧記憶回路、 ２４・・・演算回路。 第　１　図 δ ′＄２図 第３図 第７図 第９図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数の平行な線電極が電極板に等間隔に配設された
   第１の電極群と、該第１の電極群と直交する複数の平行
   な線電極が電極板に等間隔に配設された第２の電極群と
   、該第１の電極群の隣接する２本の線電極の間にそれぞ
   れ抵抗器が挿入される第１の抵抗器群と、該第２の電極
   群の隣接する２本の線電極の間にそれぞれ抵抗器が挿入
   される第２の抵抗器群と、該第１の抵抗器群の両端の接
   続を反転するように切換える第１のスイッチ手段と、該
   第２の抵抗器群の両端の接続を反転するように切換える
   第２のスイッチ手段と、該第１のスイッチ手段に結合さ
   れる第１の信号源と、該第２のスイッチ手段に結合され
   該第１の信号源とは異なる波形を出力する第２の信号源
   と、該第１のスイッチ手段によって得られる該第１の信
   号源の波形を有する２つの出力電圧を検出して検出個所
   の第１の電極群に関する座標位置を算出しおよび該第２
   のスイッチ手段によって得られる該第２の信号源の波形
   を有する２つの出力電圧を検出して該検出個所の第２の
   電極群に関する座標位置を算出する手段と、を具備する
   座標検出装置。 ２、該第１の電極群および該第２の電極群が透光性を有
   する導電材料より成る特許請求の範囲第１項に記載の座
   標検出装置。