JPS62249221A

JPS62249221A - 位置検出装置

Info

Publication number: JPS62249221A
Application number: JP61093823A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Fukuzaki; 康弘福崎; Akio Kikuchi; 昭雄菊池; Yoshinori Taguchi; 田口　義徳; Tsugunari Yamanami; 山並　嗣也
Original assignee: Wacom Co Ltd
Current assignee: Wacom Co Ltd
Priority date: 1986-04-23
Filing date: 1986-04-23
Publication date: 1987-10-30

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、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）従来のこの柵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、該スイッチ手段のオン（又はオフ）に
よるタイミング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、制御装置に送るよう構成されていた
。

（発明が解決しようとりる問題点）しかしながら、コードを介してタイミング信号を送るも
のでは該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タイミング信号を送るものでは
位置指示器にこれらの送信機や信号発生回路、電池等を
設けなければならず、構成が複雑で０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Ｊるための手段）本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、表面に電極を設置プた
一対の可撓性板材を、該電極同士が対向するよう複数の
ドツトスペーサを挟んで重ね合せたタッチパネルを、前
記ドツトスペーサの位置のほぼ中間の部位に設けた多数
のスペーサを介して前記タブレット上に重ね合せ、該タ
ッチパネルに磁気発生器が接触したタイミングを検出す
るタイミング検出手段を設け、又はタブレット上に平面
型のディスプレイパネルを重ね合せ、さらにその上に、
前記同様の構成を有する透光性のタッチパネルを、前記
ドツトスペーサの位置のほぼ中間の部位に設けた多数の
スペーサを介して重ね合せ、前記同様のタイミング検出
手段を設けた。

（作　用）前記構成によれば、タッチパネルの上部を磁気発生器を
備えた入力ペン等で押圧すると、該押圧した部位がドツ
トスペーサを外れた部位の時は、上方の可撓性板材が変
形し、これによって各可撓性板材上の電極が接触し、ま
た、該押圧した部位がドツトスペーサの真上であった時
は、下方の可撓性板材の該ドットスベーかの周囲の部位
が多数のスペーサによって形成された間隙に落込み、こ
れによって各可撓性板材上の電極が該ドツトスペーサの
周囲の部分で接触し、従って、タッチパネルのどの位置
を押圧してもタイミング信号を得ることができ、また、
ディスプレイパネルを設けたものによれば、入力した文
字や図形がタッチパネルを通して表示される。

（実施例）第１図は本発明の基本的な構成を示すもので、図中、１
は入出カバネル、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。

入出カバネル１は、第１図および第２図に示すようにタ
ブレット１０の上にシールド板２０を介して、バックラ
イト３０並びに平面型のディスプレイパネル、例えば液
晶ディスプレイパネル４０が載せられ、これらが一体内
に非磁性の金属等からなるケース５０に納められている
。また、ケース５０上面には透光性のタッチパネル６０
がその後端部にて回動自在に取付けられている。

υ１１０装置２は、第３図に承りようにタブレット１０
を制御するタブレット制御回路５、タッチパネル６０を
υ１１１１するタッチパネルｆｌ制御回路６、液晶ディ
スプレイパネル４０を制御する液晶ディスプレィパネル
制御回路７、およびこれらを統轄的に制御する電子計算
１！１８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Ｊ０）３は
、第４図に示づ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、必要な電力をバックライト３０−
３よび制御装置２内の各回路に供給する。

第５図はタブレット１０の構造を示す平面図、第６図は
第５図ＶＩ　−ＶＩ線に沿う断面図である。図中、１１
は磁歪伝達媒体であり、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１
１は強磁性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
聞に含むアモルファス合金が特に望ましい。また、磁石
を接近さぜでも磁化され難い保持力の小さな材料が好ま
しい。アモルファス合金としては、例えばＦｅ６７Ｃｏ
　　Ｂ　　Ｓｉ　　（原子％）、Ｆｅ８１Ｂ１３．５Ｓ
ｉＣ（原子％）等が使用できる。磁歪伝３．５　２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
数層程度、厚さは数μｍ〜数１０μｍ程度が製造ら容易
で且つ特性も良好である。アモルファス合金は製造上、
厚さが２０〜５０μｍの薄いものが作れるので、これを
薄板あるいは線状に切断すれば良い。本実施例ではＦｅ
８１Ｂ１３．５ＳｉＣ（原子％）から成る幅２　ｍ　、
厚さ３．５２Ｑ、０２ＪｌｌＩの磁歪伝達媒体を使用している。

１２は、合成樹脂等から成るＩＩｌ長円筒状の補強材で
、前記磁歪伝達媒体１１をそれぞれ、その内部に収容し
ている。

１３はＸ方向に配置された磁歪伝達媒体１１の一端の補
強材１２上に配設されたＸ方向第１コイルである。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如くしである。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聞
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５に接続され、その他端は接地される。

また、１４はＹ方向に配置された磁歪伝達媒体１１の一
端の補強材１２上に配設されたＹ方向第１コイルであり
、隣接する補強材１２聞でひねられ、ＴＥ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１４の一端は、コイル１３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。

１５はバイアス用磁気発生器、例えば角磁石であり、Ｘ
方向第１コイル１３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
ぞれ加えるためのらのである。このようにバイアス磁界
を印加するのは、少ない１２ｍで大ぎな磁歪振動波の発
生を可能にするためである。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時、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１３．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。

１６はＸ方向に配回された磁歪伝達媒体１１の広い範囲
にわたって補強材１２上に配設されたＸ方向第２コイル
である。該コイル１６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
されでいる。

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１６に生起さ
れる磁束の方向が隣接づ゛る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′ｃ豆いに
打ち消し合って弱められる。

前記コイル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、磁歪撮動波の減食により誘導電圧
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（よ大きい方が好ましい。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ＩＩＩ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。

また、１７はＹ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トに配設されたＹ７＋向第
２コイルであり、該コイル１７は各磁歪伝達媒体１１上
に全て同一方向く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イｚる如く
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（おり、そ
の一端は、コイル１６と同様にタブレフ１〜制御回路５
に接続され、他端は接地されている。なＪ３、作用につ
いてはコイル１６と１４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とから成る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
とから成るＹ方向の位置検出部とは、互いに直交するよ
う重ね合わされ、ケース５０の底部に収納され、接着剤
等で固定される。また、バイアス用向磁石１５は磁歪伝
達媒体１１の端部に対向するようにケース５０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。

第８図はタブレット制御回路５の概略構成を示す回路ブ
ロック図である。以下、各回路ブロックの説明とともに
、タブレット１０による位置検出の動作について詳述す
る。

今、入出カバネル１において、入力ペン３がタッチパネ
ル６０〜シールド板２０を通して、タルレット１０のＸ
方向第１コイル１３のコイル面中心からＸ軸方向の距離
！１の磁歪伝達媒体１１上、また、Ｙ方向第１コイル１
４のコイル面中心からＹ軸方向の距離１２の磁歪伝達媒
体１１上にあり、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、該マ
イクロプロセッサ５０１はＸ、Ｙ切換え信号のうち、Ｘ
を選択する切換え信号をマルチプレクサ５０２および５
０３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を選択するとどもに、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
１５０４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、前記トリがパルスは単安定マルチバイ
ブレータ（モノマルチ）５０５を介しくカウンタ５０６
にも加えられており、該カウンタ５０６はリセットされ
、クロック発生器５０７より供給されるクロックパルス
の計数を開始する。該クロック発生器５０７のり［〕ツ
クパルスのパルス繰り返し周波数は、例えば１００ＭＨ
ｚである。

Ｘ方向用パルスミ流発生ム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５０００ｍ／秒）で磁歪伝達媒体１１
を長手方向に沿っ工伝搬する。そして、この伝搬中にお
いて、磁歪振動波が存在ケる磁歪伝達媒体１１の部位で
、その部位の電気纒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、
そのためＸ方向第２：」イル１６に誘導起電力が発生ザ
る。

′；ｊＳ９図ＵＸ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をｔ−Ｑとして図示したもので
ある。同図に承りように、誘導起電力の振幅は時刻ｔ＝
ｏ　（ｔｏ’）直後と、時刻ｔ　からｔ１〜ｔ２秒経過
したあたりで大きくなす、他の時刻では小さくなる。

時刻ｔ。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１１
誘導作用によるものであり、時刻１＝１１〜ｔ２におい
て１サイクルの誘導起電力（ｌａ磁歪振動波よる誘導電
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
伝搬して入力ベン３の直下付近に到達し、その部分で電
気纒械結合係数が大きくなったためである。人力ベン３
を磁歪伝達媒体の長手方向に沿っＣ８動させると、磁歪
振動波による誘導電圧もそれに応じて時間軸上を移動す
る。従つ工、時刻１０からｔｌ”　ｔ　２までの時間を
測定することにより入力ベン３で指定されたＸ方向の位
置、即ち距離！、を算出することができる。

位置を筒用するための伝搬時間としては、例えば、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−
Ｅ　より小さくなった時点ｔ３、［値Ｅ　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ｔ
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、さらにコンパレータ（比較器）５０９に送出さ
れる。該コンパレータ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Ｅ１より人きくなった時、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
ストップパルスを送出し、カラン９５０６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１
６に磁歪振動波による誘導電圧が現われるまでの時間に
対応りるデジタル値が得られる。また、この値は毎秒約
５０００ｍの速さでｆ４１歪振動波が進むことにより、
Ｘ方向第１コイル１３から入力ベン３までのＸ方向の距
１１ｉ！１に対応したしのとなる。マイクロプロセッサ
５０１はこの時のカウンタ５０６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、Ｙｈ
向パルス活流発生器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ベン３のＹ方向位置デー
タを読込む。

このようにして１ワられたデジタル値のＸ座標値および
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」算機８に送出されるが、前記測定
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。

電子計算機８では、該ＸおよびＹ座標値をタッチパネル
ＩＮＩ　ｉ１１回路６に送出するとともに、必要に応じ
て液晶ディスプレイパネルｉ、ＩＩ御回路７に送出し、
液晶ディスプレイパネル４０に表示さ往る。

また、後述するようにタッチパネル６０およびタッチパ
ネルｉｕａ回路６からタイミング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。

前記実施例ではＸ方向第１コイル１３．Ｙ７ｊ向第１コ
イル１４をＶａ磁歪振動波発生用に使用し、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
ベン３の直トで磁歪振動波が発生し、第２コイル１３．
１４で誘導電圧が発生ずることになる。

シールド板２０は非磁性金属、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板材の表面に非磁性
金属を蒸着したもの等が用いられる。

バックライト３０は、例えば透明な面状電極と背面電極
との間に、高誘電率媒質中に蛍光体粉末を分散させた蛍
光体層を介在させ、該電極間に交流電圧を印加して発光
させる、周知のエレクトロ・ルミネッセンス（ＥＬ）（
電界発光）を利用した照明装置が用いられる。なお、そ
の交流電圧は電源装置４より供給される。

液晶ディスプレイパネル４０は、例えば交差させた複数
の水平電極および垂直電極に液晶を介在した周知のマト
リクス型表示セルが用いられ、周知の液晶ディスプレイ
パネルｔＩＩＩｔ１１回路７により駆動υ１１［ｌされ
る。

タッチパネル６０は、第１０図乃至第１３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、酸化インジウム（ＩｎＯ）、Ｍ化錫（Ｓｎ
Ｏ３）等からなる複数の幅１０〜１５ＪＩＩＩ程度の帯
状の透明な抵抗層（電極）６１　ｂ−１〜６１ｂ−１６
を、所定間隔離して略平行に蒸着した導電性フィルム６
１と、これと同様なベースフィルム６２ａ、Ｂよび電極
６２ｂ−１〜６２ｔ）−２４からなる導電性フィルム６
２とを、該電極６１ｂ−１〜６１ｂ−１６と電１ｆｉ６
２ｂ−１〜６２ｂ−２４とが互いに直交し、且つ導電性
フィルム６２上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６３ａを介して対向さ
仕、これをアクリル樹脂のような透明なベース基板６４
ａの上に前記同様なドツトスペーサ６３ｂを設けた基板
６４と、ポリエステルフィルム等の保護シート６５との
間に挟み、さらにこれらをアルミニウム等の非磁性金属
の枠６６で囲うようになしたものである。なＪ３、ドツ
トスペーサ６３ｂは第１３図に示すように、ドツトスペ
ーサ６３ａのほぼ中間に位置する如く配置される。

該タッチパネル６０は保護シート６５を上方に向は蝶番
６７を介して、ケース５０に取付けられている。なお、
ドツトスペーサ６３ａは導電性フィルム６１側に設けて
も良く、またドツトスペーサ６３ｂも導電性フィルム６
２側に設けても良い。

なお、前記電極の幅は、第１４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、ペン先の位置Ｃより平均
的に２０ａｓ＋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
分離しで認識されれば良い。

前記各電極６１ｂ−１〜８１ｂ−１６Ｊｊよび電極６２
ｂ−１〜６２ｂ−２４は、通常、ドツトスペーサ６３ａ
により離隔され導通しないが、保護シート６５の上より
指や入力ペン３等で基板６４側に押圧すると、該抑圧さ
れた位置で交差している電極６１ｂ−１〜６１ｂ−１６
と電極６２ｂ−１〜６２ｂ−２４とが導通するマトリク
ス状のキースイッチ６８−１〜６８−３８４を構成する
如くなっている。

第１５図は電極６１ｂ〜１〜６１ｂ−１６と６２ｂ−１
〜６２ｂ−２４との接触のようすを示すものである。同
図（ａ）は入力ベン３がドツトスペーサ６３ａを外れた
部位を押圧した場合のようすを示すもので、保護フィル
ム６５および導電性フィルム６１の入力ベン３に押１■
された部位のみが変形して、例えば電極６１ｂ−４と６
２ｂ−４とが接触する如くなっている。

また、同図（ｂ）は入力ベン３がドツトスペーサ６３ａ
の上部を押圧した場合のようすを示すもので、保護フィ
ルム６５および導電性フィルム６１の入力ベン３に押圧
された部位が変形するとともに、ドツトスペーサ６３ａ
を介して導電性フィルム６２が押圧され、該ドツトスペ
ーサ６３ａの下部の部位が、ドツトスペーサ６３ｂの間
に形成された間隙に落込むことによって、電極６１ｂ−
４と６２ｂ−４とが該ドツトスペーサ６３ａの周囲で接
触する如くなっており、いずれの部位を押圧しても電極
同士が接触し、導通するようになっている。

なお、入力ベン３が電極６ｉｂ−ｉ〜６１ｂ−１６又は
６２ｂ−１〜６２ｂ−２４の境界部を押圧した場合は非
導通となる恐れがあるが、各″上極間の距離を、入力ベ
ン３が境界部を押圧した時、いずれかの電極が導通づる
程度に狭く設定ずれば良い。

前記各電極６１ｂ−１〜６１ｂ−ｉ６および電極６２ｂ
−１〜６２ｂ−２４は信号線６９を介して、それぞれタ
ッチパネルυ制御回路６に接続される。なお、第１０図
、第１２図および第１５図については厚さ方向のみ拡大
しで図示している。

タッチパネルｕｌ１１回路６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、該スイッチ
に前記入力ベン３が接触したタイミングを検出するタイ
ミング検出手段を構成するもので、第１６図にその構成
を示す。同図において、６０１はマイクロプロセッサ、
６０２はアドレスデコーダ、６０３〜６０５はラッチ回
路、６０６　、６０７はデコーダドライバ、６０８〜６
１０はマルチプレクサ、６２０はレベル判定回路である
。

前述したようにタブレットｉｔ、Ｉ１１回路５より電子
計ｆ３ｆｉ８を介して、入力ベン３のＸおよびＹ座標値
がマイクロプロセッサ６０７に送られて来ると、該マイ
クロプロセッサ６０１は予め記憶しでいるタブレット１
０による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、キースイッチ６８−１〜６８−３８４の
中から、前記人力ベン３の座標位置付近のスイッチを選
択し、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、実際にはキースイッチの境界付近における入力ベ
ン３の押圧を検出Ｊるため、あるいは入力ベン３の急激
な移動に対処するため、キースイッチ６８−１〜６８−
３８４のうちの入力ベン３の座標位置付近の１又は２以
上のスイッチが順次選択され、これが繰返されるが、以
下の説明ではそのうちの１つのスイッチ、例えば６８−
７８のみが選択された状態を考える。

前記スイッチの選択データはデータバスより各ラッチ回
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６１ｂ−１〜６１
ｂ−１６のうちの選択された一つ、ここでは６１ｂ−４
にハイレベル（＋５Ｖｌ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　ｒ解読され、電極６２ｂ−１〜６
２ｂ−２４のうちの選択された一つ、ここでは６２ｂ−
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６２１１．ｌｔ準電
圧源６２２、および抵抗等からなり、入力電圧が基ｔｖ
−雷圧Ｖ、ｇ、下であるとローレベル（ＯＶ）の信号を
出力し、基ｆ％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。

この時、選択されたスイッチ６８−７８以外のスイッチ
−が入力ベン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、該スイッチ６８−７
８を入力ベン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、即ちタイミング信号が
出力される。

このタイミング信号はマイクロプロセッサ６０１より電
子計０機８に送出される。

電子計算機８は前記タイミング信号を受信すると、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
。

入力ベン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ら変化し、同様に
入力ベン３で指示した位置のみ電子計算［８に指定座標
値とし′″ＣＣ認識る。

また、この指定座標値は、そのまま、あるいは所定のプ
ログラム処理がなされた後、前記同様にして液晶ディス
プレイパネル４ｏに表示させることもできる。

従って、入出カバネル１の上がら入力ベン３で占いた文
字や図形の筆跡を、液晶ディスプレイパネル４０上に光
表示によって同−焔跡にＣ表示させることができ、この
表示は透光性のタッチパネル６０を通して視認できる。

この時、バックライト３０を作動させれば、周囲が暗い
場合でも鮮明な表示が得られるとともに、シールド板２
０によりノイズを遮断ひき、位置検出精度が悪化するこ
とがない。また、タッチパネル６０を上方に持上げ、液
晶ディスプレイパネル４０とタッチパネル６０との間に
予め図形等が描かれた帳票類を挟み、タッチパネル６０
の上からその図形等をなぞれば、容易に図形等の位置入
力が可能となる。また、その入力結果はその帳票類を取
り外せば、前記同様に液晶ディスプレイパネル４０上に
表示される。

なお、前記実施例においては、入力ベン３以外の手など
の接触による誤ったタイミング信号の発生を、特に厳密
に避ｔノるため、導電性フィルム６１および６２の電極
を多数に分割したが、該電極６１ｂ−１〜６１ｂ−１６
および６２ｂ−１〜６２ｂ−２４を、それぞれ大きな１
個の電極として、入力ペン３がタッチパネル上のいずれ
の位置を押圧した場合でも、この一対の電極が導通し、
その接触を検出する如くなしても良い。はあ、この場合
、タッチパネル制御回路としては前記レベル判定回路６
２０の部分のみで良い。

また、前記実施例ではタッチパネルを透光性となしたが
、感圧性導電ゴムを電極間に挾んだ不透明なものであっ
ても良い。但し、この場合、ディスプレイパネルに画像
を表示させたり、帳票をタッチパネルの下に挟んだりす
ることはできない。

第１７図は本発明の第２の実施例を示すもので、ここで
はタップパネルと液晶ディスプレイパネルを一体化した
例を示す。

同図におい−（，４１，４２はプラスチックフィルム等
から＜’Ａる透明基板であり、その互いに対向する面上
には周知の水平電極４３．垂直電極４４が多数段けられ
、その間には液晶４５が封じ込まれている。また、４６
．４７は透明基板４１゜４２の両件側に設けられた一対
の偏光板である。

該上側の偏光板４６の上面には前記タッチパネル６０の
導電性フィルム６２が、その裏面に設けられたドツトス
ペーサ６３ｂを介して取付けられている。また、該導電
性フィルム６２の上部にはドツトスペーサ６３ａを介し
て前記導電性フィルム６１および保護シート６５が設け
られている。

従って、この実施例によれば、前述した実施例に比べて
下側の基板を省略することができ、より構成が簡単とな
り、且つ液晶ディスプレイパネル４０からの表示光の減
少を少なくでき、より鮮明な表示をなし得る。

第１８図はタブレットの他の例を丞すものである。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７３０
ａ　、　　７３０ｂ　１磁性体板７２０ｃ　、　　７２
０ｄ　。

導体板７３０ｃ　、　　７３０ｄ　、磁性体板７２０ｅ
　、　　７２０　ｆ’、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７２０ａ〜７２０ｆは、？！７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挟持し、
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０．１ａｍの断面円形状のアモルファスワ
イヤが用いられる。

アモルファスワイヤとしＣは、例えば（Ｆｅ、、ＣＯｘ
　）　７５８　ｔ　１０Ｂ　１５　（原子％）（ＸはＦ
ｅとＣＯとの割合を示づもので、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エツチン
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。

前記磁性体板７２０ａ、　　７２０ｂ間、７２０Ｇ。

７２０Ｇ間、（１３よσ７２０ｅ　、　　７２Ｏｆ問は
加熱圧着により、また、他の塁板聞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。

７２０ｃ　、　　７２０ｅの磁性体はＹ方向、磁性体板
７２０ｂ　、　　７２０ｄ　、　　７２０ｆの磁性体は
Ｘ方向に沿って配置され、導体板７３０ａ　、　　７３
０ｃ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
リント基板を接着・固定し、その摂、エツヂング処理に
より導体を形成し、もしくは形成せず、前記シールド板
７１０ａ、磁性体板７２０ａ　、　　７２０ｂ　、導体
板７３０ａの組、導体板７３０ｂ、１！牲体板７２０ｃ
　、　　７２０ｄ　、　導体板７３０ｃの組、並びにＳ
体板７３０ｄ　、磁性体板７２０ｅ　、　　７２Ｏｆ　
。

シールド板７１Ｑｂの組を作成し、これらをさらに接着
・固定するようになしても良い。タブレット７０仝休の
厚さは、実際は３〜５蹟程度であるが、図面で（よ厚ざ
方向のみを拡大して表わしでいる。

また、タブレット７０において、磁性体板７２０ａ　、
　　７２０ｂ　、　　７２０ｅ　、　　γ２０ｆ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Ｓ特に設Ｇｊなくても差支えない。また、シー
ルド板７１０ａ　、　　７１０ｂは外部からの通常のノ
イズの混入、および外部への誘導雑音の放出を防止りる
ためのらのであり、特に設けなくても差支えない。

導体板７３０　ｂと７３０ｄ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７２０ｄ中の磁性体１２１）周
囲を巻回ｔ　ルＸ方向のｔｉｉり［Ｑ　７４０ａ〜７４
０　ｉおよび検出線７５０ａ〜７５０ｈを交互に形成す
る。励磁線７４０ａ　〜７４０　ｔの導体板７３０ｂＭ
４の他端は、隣接する励磁＠　７４０ａ〜７４０１の導
体板７３０ｄ側の他端に接続され、ｌｔ５直列に接続さ
れ、励磁線７４０ａの他端と励磁線７４０１の他端は俊
述するタブレット制御回路９内の駆動′３ｉ流源に接続
される。また各検出線７５０　ａ〜７５０ｈの導体板７
３０　ｂ側の他端は、それぞれマルチプレクサ７８０に
接続され、検出Ｉ！７５Ｇａ　〜７５０ｈの導体板７３
０ｄ　ｍの他端は共通に接地される。

導体板７３０　ａと７３００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９７６Ｇ８〜１６０１および
検出線７７０ａ〜７７０ｈを交互に形成する。励磁線７
６０ａ〜７６０１の導体板７３ｏａ側の他端は、隣接す
る励磁線１６０ａ〜７６０　ｉの導体板１３０Ｃ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＄５１７６０ｉの他端は駆動電流源に接続さ
れる。また各検出線７７０　ａ〜７７０ｈの導体板１３
０ａ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ｔよ共通に接地される。

第１９図はタブレット７０に対応するタブレット制御回
路９の具体的構成を示す回路ブロック図である。以下、
各回路ブロックの説１ｕｌｌとともに紡作について詳述
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
ｌ−７０の蘭磁線７４ＱＱ　〜７ＡＯ：、　　７６０ａ
〜７６０１には駆動電流源９０１より正弦波交番電流が
流される。この時、検出線１５０ａ〜７５０ｈおよび７
７０ａ　〜７７０ｈには、前記励磁線７４０ａ　〜７４
０１および７６０　ａ〜１６０［を流れる交番電流に基
づく電磁誘導により誘１１電圧が発生する。この電磁誘
導は磁性体板７２０　ａ〜７２０ｆの磁性体７２１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＜ｚ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ｊ
は磁性体の組成、前記交番電流の周波数、あるいは磁性
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２０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１ｎさせる
と、棒磁石３０２より出た磁束は咳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に沿う如くなる。３磁性体１２１に加えられる磁
気バイアス最は磁束と磁性体７２１との交差する角度が
小さい程大きくなるた゛め、前記入力ベン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の上部に通常形成される入力面
に前記入力ペン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渚を前記僅か
な磁気バイアス吊に設定し、該入力ベン３の先端を検出
線７５０ａからＸ方向の距離Ｘ　および検出＠　７７０
ａからＹ方向の距離ｙ　だ１ノ隔てた入力面の位置に押
し当てると、例えばＸ方向の検出線７５０　ａ〜７５０
ｈには第２１図に示すように、人力ベン３を置いた位置
（指定位置）に最も近い検出線に発生する電Ｌｆｆｉ、
を極大値として、該指定位置から離れるに従って徐々に
小さくなる誘導雷圧Ｖ　　−Ｖ８が発生する。第２１図
において、横軸は検出線７５０ａ〜７５０ｈの位とをそ
れぞれ×１〜Ｘ８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、前記同様に電子計算機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、該演算処
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υ１ｂ１１信号を送り、Ｘ方向の検出線７
５０ａ〜７５０ｈの誘導電圧を増幅器９０４へ順次入力
する。前記各誘導Ｙｉ圧は増幅器９０４で増幅され、検
波器９０５で整流されて上流電圧に変換され、更にアナ
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では前記各誘導電圧（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Ｘ、を求める。

座標値Ｘ、の算出方法は種々考えられるが、前記誘導電
圧が入力ペン３Ｍ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、該極大値付近の誘導電圧に近
似する函数を求め、その函数の極大値の座標として座標
値ｘ３、を求める方法がある。ここで、例えば、各検出
線７５０　ａ〜７５０ｈの間隔をΔＸとし、第２１図に
おいて座標Ｘ　から座標×５までを２次函数（図中、実
線で示す）で近似すると、次のようにして尊出すること
ができる。

まず、各検出線の電圧と座標値より、Ｖ３−ａ　（ｘ３−ｘ、）　　＋ｂ　　　・−−−−−
（１）ｖ４＝　ａ　＜ｘｐ、　　ｘ、　＞　　＋　ｂ　
　　”・・＝（２）Ｖ５−ａ　（ｘ５−ｘ、）　　＋ｂ
　　　−−−−−−（３）となる。ここで、ａ、ｂは定
数（ａ＜Ｏ）である。

また、Ｘ４　　Ｘ３＝ΔＸ　　　　　　　　・・・・・・（４
）Ｘ５−Ｘ３−２Δｘ　　　　　　　　−−−−・−（
５）となる。（４）、　（５）式を（２）、（３）式に
代入して整理すると、ｘ　　＝ｘ３＋　Ａｘ／２　（（３Ｖ３−４Ｖ４＋■　
）／（■３−２Ｖ４＋■５））・・・・・・（６）となる。従って、前記（６）式に検出線７５０Ｃ。

ｙｓｏｄ、　　７５０ｅにＭ起するｆｆｉ圧Ｖ３．Ｖ４
．Ｖ、、、および検出線７５０Ｃの座標値×３　（既知
）を代入し演算することにより、Ｘ座標位置　を求める
ことができる。

演算処理回路９０２は、まず前記各誘導電圧の中より極
大値（ここでは最大の電圧値）を有する誘導電圧Ｖ、を
検出する。ざらに演算処理回路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ｖ　　、
■　　を取り出し、こに−１ｋ＋１れらをそれぞれ前記（６）式における電圧ｖ３゜Ｖ４．
Ｖ５として（６）式の演算処理を行ない、Ｘ座標位置、
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１９０に制御信号を送り、Ｙ方向の検出
線７７０８〜７７０ｈの誘導電圧を順次入力し、前述と
ｈ１様の処理を行ないＹ座標値ｙ、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、−口、メモリ９０８に記憶され、電子訂口８１１
８に送出されるが、前記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、前記同様、該ＸおよびＹ座標値をタ
ッチパネル制御回路６に送出するとともに、必要に応じ
て液晶ディスプレイパネル制御回路７に送出し、液晶デ
ィスプレイパネル４０に表示させる。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
らタイミング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２２図は駆動電流１１９ｉ９０１の具体例を示すもの
である。同図において、９０１ａ！（を積分回路であり
、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。９０１ｂはバンドパスフィルタであ
り、前記三角波信号を正弦波信号に変換する。９０１Ｃ
はパワードライバであり、オペアンプと電流増幅器とか
らなっており、前記正弦波（ｉ号を電流増幅して励１ｉ
ｆｔ線７４０ａ〜７４０１゜７６０ａ〜７６０１へ送出
する。なお、基準（入力）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
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ｌζ検出線の間隔は２〜６ａｍ＋程度であれば比較
的精度良く位置検出ができることが実験により確かめら
れている。また、位買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、角体等でもよく、ある
いは電磁石でもよい。

前記実施例において、平面型ディスプレイとして液晶デ
ィスプレイパネルを用いたが、これに限定されることな
く、プラズマディスプレイパネル、ＥＬディスプレイパ
ネル等を用いても良い。

（発明の効果）以上説明したように本発明によれば、タッチパネルを、
そのドツトスペーサの位置のほぼ中間の部位に設けた多
数のスペーサを介してタブレット上に重ね合せたため、
ドツトスペーサの真上を押圧した場合でも該ドツトスペ
ーサの周囲の部分で電極同士が接触し、従って、タッチ
パネルのどの位置を押圧してもタイミング信号を取出す
ことができ、これにより磁気発生器のみを備えた入力ベ
ンを使用して、通常の筆記具のように自然な感覚で操作
でき、また、ディスプレイパネルを設けたものによれば
、入力した文字や図形を表示させながら操作できる等の
利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の入力装置の一実施例における基本的構
成を示す斜視図、第２図は入出カバネル１の概略構成を
示す一部省略拡大断面図、第３図は制御装置２の概略構
成を示すブロック図、第４図は入力ベン３の断面図、第
５図はタブレット１０の構造を示す平面図、第６図は第
５図Ｖｌ−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図はタブレット１ｌ
Ｊｔ１１回路５のブロック図、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示す
線図、第１０図はタッチパネル６０の主要部の分解斜視
図、第１１図はタッチパネル６０の拡大斜視図、第１２
図はタッチパネル６０の要部断面図、第１３図はドツト
スペーサの位置関係を示す図、第１４図はタッチパネル
上の入力ベン３を持つ手並びに他方の手と入力ベン３の
ペン先の位置との関係を示す説明図、第１５図（ａ）（
ｂ）は電極が接触した時のよう寸を示１′要部断面図、
第１６図はタッチパネル制御回路６のブロック図、第１
７図は本発明の第２の実施例を示す概略斜視図、第１８
図は他のタブレット７０の具体的な構造を承り図、第１
９図は他のタブレットｉｔ、１Ｊｔ１１回路９のブロッ
ク図、第２０図は磁気バイアス対１１ａ率の特性図、第
２１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２２図は駆ｌｌＪ電流源９０１の具体例
を示す電気回路図である。１・・・入出カバネル、２・・・υＩｔＸｌ装誼、３・
・・入力ベン、４・・・電源装置、５・・・タブレット
制御回路、６・・・タッチパネル制御回路、７・・・液
晶ディスプレイパネルυ制御回路、１０・・・タブレッ
ト、４０・・・液晶ディスプレイパネル、６０・・・タ
ッチパネル。特許出願人　　株式会社　ワコム代理人弁理上　　古　１）精　孝第２図２０　　　　　　　　１ＬＪ第４図第５図第６図１１　　　Ｉｔ）　　　　　　　　　　　１２第７図第９図第８図第１１図第１２図第１３図第１４図第１５図（ａ）（ｂ）第１７図第１９図ニー　−−−ｍ−」

Claims

【特許請求の範囲】

（１）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、表面に電極を設けた一対の可撓性板材を、該電極同士が
対向するよう複数のドットスペーサを挟んで重ね合せた
タッチパネルを、前記ドットスペーサの位置のほぼ中間
の部位に設けた多数のスペーサを介して前記タブレット
上に重ね合せ、該タッチパネルに磁気発生器が接触した
タイミングを検出するタイミング検出手段を設けたこと
を特徴とする位置検出装置。
（２）タッチパネルの電極をスイッチマトリクス構成と
するとともに、該タッチパネル中の位置検出された座標
付近のスイッチを選択し、該スイッチに前記磁気発生器
が接触したタイミングを検出するようになしたことを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の位置検出装置。
（３）タッチパネルを支持するスペーサとして、ドット
スペーサを用いたことを特徴とする特許請求の範囲第１
項又は第２項記載の位置検出装置。
（４）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、前記タブレット上に平面型のディスプレイパネルを重ね
合せ、さらにその上に、表面に電極を設けた一対の可撓性板材
を、該電極同士が対向するよう複数のドットスペーサを
挟んで重ね合せた透光性のタッチパネルを、前記ドット
スペーサの位置のほぼ中間の部位に設けた多数のスペー
サを介して重ね合せ、該タッチパネルに磁気発生器が接触したタイミングを検
出するタイミング検出手段を設けたことを特徴とする位
置検出装置。
（５）タッチパネルの電極をスイッチマトリクス構成と
するとともに、該タッチパネル中の位置検出された座標
付近のスイッチを選択し、該スイッチに前記磁気発生器
が接触したタイミングを検出するようになしたことを特
徴とする特許請求の範囲第４項記載の位置検出装置。
（６）タッチパネルとディスプレイパネルとを一体化し
たことを特徴とする特許請求の範囲第４項又は第５項記
載の位置検出装置。
（７）タッチパネルを支持するスペーサとして、ドット
スペーサを用いたことを特徴とする特許請求の範囲第４
項乃至第６項いずれか１項記載の位置検出装置。