JPS6286423A - 座標入力装置 - 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、手書き入力時等、筆圧が加えられた位置の
座標を検出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、情報入力装置の一つとして、感圧シートを用いて
その押圧位置の抵抗変化を利用して情報入力を行うもの
がある。第７図はその構成の一例を示す回路図である。

同図において、感圧シート１の上面には金属シートの導
電層２が配置され、かつ下面には一様な面抵抗を有する
抵抗体３が積層配設されており、これらにより入力面が
構成されている。第８図はその積層構造を示すもので、
第７図のＡ−Ａ断面矢視図である〇 さて、上記入力面の導電層２と接地端子との間には、駆
動電圧印加用の電源４が接続されており、この電源４に
より導電層２には常に正の駆動電圧が印加されている。

一方、抵抗体３の各辺部には、それぞれ複数のダイオー
ドを等間隔に配置し接続した検出電極５ａ＋　　５ｂ＋
　　５ｃ＋　　５ｄが設けられている。これらの検出電
極５ａ＋　５Ｌ　５ｃ＋　　５ｄは、電源４から導電層
２および感圧シート１の抑圧位置を経て抵抗体３に流入
する電流を、抵抗体３の各辺部全域から一様に流出させ
るためのものである。なお、ダイオードは、−たん流出
した電流がゼ＋び抵抗体３に還流しないようにするもの
である。そして、各検出Ｎ極５ａ＋　５ｂ＋　　５ｃ＋
　　５ｄは、それぞれ検出抵抗器５ａ、６ｂ、６ｃ、６
ｄを介したのち、相対向する検出電極５ａ、５ｂおよび
５ｃ、５（１ごとに共通接続され、しかるのちスイッチ
７ａ、７ｂを介して１個の定電流源８に接続されている
。この定電流源８は、駆動電圧印加用の電源４の出力電
流を一定化するだめのものである。また各検出抵抗器６
ａ、　６ｂ、　６ｃ、　　６ｄの５ち１３ｂ、５ｃには
、その電圧降下を検出するための演算増幅器９ａ、９ｂ
が接続されており、これらの演算増幅器９ａ、９ｂで検
出された電圧値はサンプリングホールド回路（Ｓ／Ｈ）
　１ｏ　ａ。

１０ｂを経て出力されるようＫなっている。なお、検出
制御回路１１は、各スイッチ７ａ、７ｂを交互に閉成さ
せるとともに、それに合わせてサンプリングホールド回
路１０ａ、１０ｂにサンプリングホールド動作を行わせ
、これにより前記入力面上の押圧位置をＸ方向とＹ方向
とに分けてそれぞれ検出するためのものである。

このような構成であるから、入力面の任意の位置を指示
ペン等で抑圧操作すると、この押圧位置における感圧シ
ート１の抵抗値が低下して略短絡状態となる。ここで、
検出制御回路１１から発せられる制御信号によりスイッ
チ１ａが閉成されているものとすると、前記指示ペンに
よる抑圧操作により、電源４の出力電流が導電層２、感
圧シート１の抑圧位置および抵抗体３を介して検出電極
５ａ、５ｂから流出し、しかるのち検出抵抗器６ａ、５
ｂに流れる。そして、これらの検出抵抗器６ａ、６ｂの
うち、検出抵抗器６ｂの電圧降下が演算増幅器９ｂで検
出され、この検出値はサンプリングホールド回路１０ｂ
で保持される。なお、上記各検出抵抗器６ａ、６ｂＫ流
れる電流の和は、定電流源８により一定値に規定される
ため、各検出抵抗器６ａ、６ｂＫｆｉれる電流の比は、
感圧シート１の抑圧位置に対応する抵抗体３の抵抗比に
対応したものとなる。したがって、演算増幅器９ｂによ
り検出し、サンプリングホールド回路１０ｂで保持した
検出抵抗器６ｂの電圧降下の値は、そのまま入力面にお
ける押圧位置のＸ方向の座標を示すものとなる。

こうして押圧位置のＸ方向の座標が検出されると、検出
制御回路１１から制御信号が出力されてスイッチ７ａＫ
代わってスイッチ７ｂが閉成する。

この結果、今度は電源４の出力電流は検出電極５ｃ＋５
ｄから流出して検出抵抗器６ｃ、６ｄに流れ、検出抵抗
器６ｃの電圧降下が抑圧位置のＸ方向の座標を示す情報
として演算増幅器９ａＫより検出される。かくして、押
圧位置のＸ方向およびＹ方向の各座標が検出される。

このように１以上のような構成であれば、感圧シート１
上の抑圧位置を、つまり入力情報を静電容量形等の他の
タブレット装置に比べて比較的簡単に検出することがで
きる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記従来の装置は、電源４からの出力電
流を一定としてＸ座標、Ｘ座標を算出しているが、入力
開始時および入力終了時は筆圧か弱くなり、したがって
、感圧シート１の抵抗値が大きくなり、一定電流とはな
らない。このため、入力開始時および入力終了時には、
Ｘ座標、Ｘ座標の検出値が不安定になるという欠点があ
った。

この発明は、入力開始時および入力終了時等の筆圧が十
分でないときでも、座標検出値に誤差が生ずることがな
いようにした座標入力装置を提供することを目的とする
。

〔問題点を解決するための手段〕 この発明にか瓦る座標入力装置の第１の発明は、導電体
と抵抗体とを対向配置した入力面に圧力を加え、抵抗体
の４辺に各々設けられた検出電極に接続された検出抵抗
器の両端の電圧を演算回路で検出して圧力を加えた位置
を求める座標入力装置の前記入力面に、電源から供給さ
れる電流を検出する検出抵抗器と、この検出抵抗器の両
端の電位差を検出する演算回路を設けたものである。

またこの発明にか〜る第２の発明は、第１の発明に、抵
抗体のとなり合う２辺の検出電極に接続きれた検出抵抗
器の電位差を検出する演算回路の出力を、ｉＨ源から導
電体に流ｔ１６電流を検出する検出抵抗１藁ａ）ヰ（位
やさ・検出−ｉ　’４）へつ回路の出力で７す四グ除算
するアナログ除算回路を設けたものである。

さらにこの発明にか又る第３の発明は、抵抗体のとなり
合う２辺の検出電極に接続された検出抵抗器の電位差を
検出する演算回路の出力を、電源から導電体に流れる電
流を検出する検出抵抗器の電位差を検出する演算回路の
出力で参照をとり、アナログ−デジタル変換を行５Ａ／
Ｄ変換回路を設けたものである。

〔作用〕

この発明にか又る第１の発明は、入力面に入力を加えた
とぎ、電源から入力面に供給される電流がわかるので、
これを用いることにより筆圧が不十分かどうかの判定に
使用できる。

また第２の発明はアナログ除算回路によって、入力面に
供給される電流と抵抗体に分流する電流の比がとられ、
圧力を加えた地点が求められる。

さらに第３の発明はＡｌ１）変換回路によって節：源か
ら供給される電流を参照ｊ１、なから砒抗体眞分流する
電流値のデジ；　、＋１１ｚ乗換、、’ｌ’−ｔ−ｒわ
」つ、イ）。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例を示す回路構成図で、第７
図と同一部分には同一符号を付しである。

したがって、第１図のＡ−Ａ線による断面図も第８図と
同様になる。

第１図において、導電層２には検出抵抗器６ｅを介して
電源４に接続されており、この電源４により導電層２に
は常に正の駆＃電圧が印加されている。そして、検出抵
抗器６ｅにはその電圧降下を検出するための演算増幅器
９Ｃが接続されており、この演算増幅器９Ｃで検出され
た電圧値は、サンプリングホールド回路１０ｃを経て出
力されている。一方、抵抗体３の各辺部には、それぞれ
複数のダイオードを等間隔に配置し接続した検出電極５
ａ＋　　５ｂ＋　　５ｃ＋　　５ｄが設けられており、
これらの検出電極５　ａ、　　５　ｂ＋　　５０＋　　
５　ｄはそれぞれの検出抵抗器６ａ＋　　ｓｂ、６ｃ＋
　　６ｄを介した後、相対向する検出電極５ａ、５ｂお
よび５ｃ。

５ｄごとに共通接続され、しかるのち、スイッチ７ａ、
７ｂを介して直接接地されている。

さらに検出電極５Ｃ，５１ｊＫ接続された検出抵抗器６
ｃ、６ｔｊの電圧降下を検出する演算増幅器９ａ、９ｂ
が接続され、この演算増幅器９ａ、９ｂで検出された電
圧値は、サンプリングホールド回路１０ａ、１０ｂに接
続されている。

次に１これらのサンプリングホールド回路１０ａ、１０
ｂはアナログ除算回路１２　ａ、　　１２　ｂＫそれぞ
れ接続されており、アナログ除算回路１２ａ、１２ｂの
他の入力端子にはサンプリングホールド回路１０Ｃがそ
れぞれ接続されている。また１３は比較回路で、電源４
を分圧抵抗器１４で分圧した電圧と検出抵抗器６Ｃで電
圧降下した電圧を比較し、この電圧降下が一定レベル以
上になったとぎ、比較回路１３は”Ｈ″レベル２信号を
発する。２信号が”Ｈ”レベルのとぎ入力（押圧）あり
と判定して、その時のＸ、ｙ信号を有意とする。

第２図は第１図の実施例の動作を説明するための等価回
路で、入力が行われその筆圧によって導電層２は感圧シ
ート１を介して抵抗体３と電気的に入力位置で接触し、
スイッチ７ａが閉じてスイッチ７ｂが開いている状態を
示している。すなわち、Ｘ座標の検出を行っている時点
の等価回路を示している。第２図で、１００で示してい
る入力点に電＠４の電圧Ｅが加えられると、検出抵抗器
６ｅに電流工が流れる。Ｒ８は前記導電層２と抵抗体３
との接触抵抗である。抵抗体３は一様な抵抗値を持ち、
入力点１００と検出電極５８間の抵抗値Ｒ１は入力点１
００のＸ座標に比例して増加し、入力点１００と検出電
極５ｂ間の抵抗値Ｒ７は入力点１００のＸ座標に比例し
て減少する。したがって、抵抗値几、とＢ、を測定する
ことにより入力点１００のＸ座標が得られる。電流工は
入力点１００で抵抗値几１．Ｒ２に分流し、これらを１
１＋Ｉ２とすると、次式で表すことができる。

ここで、電流工と抵抗値Ｒ７に分流した電流工２どの比
をとると となり、抵抗体３の全体の抵抗値几、十Ｂ、と抵抗値Ｒ
１，の比が求まるため、入力点１００のＸ座標が求めら
れる。

第２図において、演算増幅器９ｃ、９ｂは前記電流工お
よび工、をそれぞれ検出し、これらとサンプリングホー
ルド回路１０ｃ、１０ｂで保持し、アナログ除算回路１
２ｂＫ同時に入力する。次に、アナログ除算回路１２ｂ
で前記電流工とＩｔＱ比Ｉ、／Ｉを算出し、入力点１０
ＧのＸ座標とし【出力するものである。

入力点１００のＸ座標についてもスイッチ７ａを開き、
スイッチ７ｂを閉じることにより、Ｘ座標と同様に測定
することができる。

なお、この発明の座標入力装［Ｋ用いる入力面としては
、第８図に示す構成に限定する必要はなく、第３図に示
すように、抵抗体３をＩＴＯ等の透明導電膜等の材料を
用いて構成し、電源４の出力を直接電気ペン１０１で抵
抗体３に印加する構／１／ハ 成とすることもできる。

第４図はこの発明に用いる他の入力面の断面図で、ガラ
ス基板２０の上に透明にした抵抗体３を形成し、その両
端より検出電極５ａ、５ｂを取り出している。さらに、
透明な抵抗体３の上にプラスチックなどの透明シート３
０に細かい金属などの導電体４０を厚み方向に埋め込ん
で透明保護膜２１を形成したものである。

第５図はこの発明の装置に用いるさらに他の入力面を示
す断面図であって、ガラス基板２０の上に透明にした抵
抗体３を形成し、その両端より検出電極５ａ、５ｂを取
り出している。さらに抵抗体３の上に透明抵抗膜３１を
設けた構成である。

ただし、抵抗体３のシート抵抗は透明抵抗膜３１のシー
ト抵抗より十分大きくなっており、電気ベン１０１から
の電流は透明抵抗膜３１を主に縦方向に流れ、そして、
抵抗体３の中を検出電極５ａ＋５ｂＫ向って流れるもの
である。

また感圧シート１としては感圧ゴムシートや一定間隔を
保つスペーサを用いてもよく、フレキシプルな導電層あ
るいは抵抗体に張力をかけ圧力が加わりたときＫだけ両
者が電気的に接触するような構成にすることもできる。

このように、この実施例によればＸ座標、Ｘ座標の検出
精度を上げることができ、電源電圧を下げることも容易
であるという利点がある。

第６図はこの発明の他の実施例であって、第１図と比較
し【サンプリングホールド回路１０ａ、１０ｂをスイッ
チ１５に接続し、スイッチ１５よう人／Ｄ変換回路１６
０入力端子に接続しており、またサンプリングホールド
回路１０ｃをＡ／Ｄ変換回路１６の電圧参照入力端子に
接続している点が異なる。

動作は第１図、第２図で説明したものと同様で、Ｘ座標
を検出するときは、スイッチ７ａを閉じ。

スイッチ７ｂを開くとともに１スイツチ１５をｂ側とし
てサンプリングホールド回路１０ｂをＡ／Ｄ変換回路１
６に接続する。次ＶｃＡ／Ｄ変換回路１６では検出抵抗
器６ｅを流れる電流工を参照して、検出抵抗器６ｂを流
れる電流■２をＡ／Ｄ変換するため、Ａ／Ｄ変換回路１
６より出力される値はＩｔ／Ｉ　となり、Ｘ座標が出力
される。Ｘ座標については、スイッチ７ａを開、スイッ
チ７ｂを閉とし、スイッチ１５をａ側に接続することに
よりＡ／Ｄ変換回路１６よりＸ座標検出値を出力するこ
とができる。

なお、この実施例に用いる入力面としては、第１図、第
２図の発明と同様に、８８図に示す構成に限定する必要
はない。

このように、この実施例によればＸ座標、Ｘ座標の検出
精度を上げることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明にかよる第１の発明は、
入力面に電源から供給される電流が求まるようにしたの
で、入力点の値が有意かどうかすぐわかるので、入力開
始時および入力終了時等の筆圧が十分でないときでも、
座標検出値に誤差を生じないという利点がある。

またこの発明にか〜る第２の発明は、入力面に電源から
供給される電流値を用いてアナログ除算を行うために、
第１の発明よりもさらに精度の高い座標検出を行うこと
ができる。

さらＫこの発明にかへる第３の発明は、入力面に電源か
ら供給される電流値を参照してＡ／Ｄ変換を行うので、
第１の発明よりもさらに精度の高い座標検出を行うこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す回路構成図、第２図
は第１図の実施例を説明するための等価回路図、第３図
はこの発明で使用できる入力面の他の一例を示す図、第
４図はこの発明の装置に用いる他の入力面の断面図、第
５図はこの発明の装置に用いるさらに他の入力面の断面
図、第６図はこの発明の他の実施例を示す回路構成図、
第７図は従来の座標検出装置の回路図、第８図は座標検
出装置の入力面の断面図である。 図中、１は感圧シート、２は導電層、３は抵抗体、４は
電源、５８〜５ｄは検出電極、６ａ〜６ｅは検出抵抗器
、７ａ、７ｂ、１５はスイッチ、８は定電流源、９８〜
９ｃは演算増幅器、１０ａ〜１０ｃはサンプリングホー
ルド回路、１１は検出制御回路、１２ａ、１２ｂはアナ
ログ除算回路、１３は比較回路、１４は分圧抵抗器、１
６はＡ／Ｄ変換回路、１００は入力点、１０１は電気ペ
ンである。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）導電体と抵抗体とを対向配置し、両者間に加えら
   れた圧力によってこの圧力が加えられた位置で前記導電
   体と前記抵抗体とが電気的に接触する入力面と、前記抵
   抗体の４辺に各々設けられた検出電極と、これら検出電
   極の各々に設けられた検出抵抗器と、前記４辺の検出電
   極の各々を接地するための切換用のスイッチと、前記抵
   抗体のとなり合う２辺の検出電極に接続された検出抵抗
   器の電位差を検出する演算回路と、前記導電体に駆動電
   圧を印加する電源と、この電源から前記導電体に流れる
   電流を検出する検出抵抗器と、この検出抵抗器の両端の
   電位差を検出しその値から求めた入力の有意を決める演
   算回路とを具備したことを特徴とする座標入力装置。
2. （２）入力面は、導電層と駆動電圧印加用の電気ペンと
   からな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。
3. （３）入力面は、透明抵抗体を用いて構成される透明な
   平面体と、この透明抵抗体の４辺に接続される前記透明
   抵抗体から電流を流出させる方向か、流入させる方向か
   のいずれかにのみ電流を流す検出電極と、前記透明抵抗
   体の表面に重ねられた透明保護層とからなることを特徴
   とする特許請求の範囲第（１）項記載の座標入力装置。
4. （４）入力面は、透明抵抗体を用いて構成される透明な
   平面体と、この透明抵抗体の４辺に接続される前記透明
   抵抗体から電流を流出させる方向か、流入させる方向か
   のいずれかにのみ電流を流す検出電極と、前記透明抵抗
   体の表面に重ねられた第２の透明抵抗膜とからなること
   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。
5. （５）導電体と抵抗体とを対向配置し、両者間に加えら
   れた圧力によってこの圧力が加えられた位置で前記導電
   体と前記抵抗体とが電気的に接触する入力面と、前記抵
   抗体の４辺に各々設けられた検出電極と、これら検出電
   極の各々に設けられた検出抵抗器と、前記４辺の検出電
   極の各々を接地するための切換用のスイッチと、前記抵
   抗体のとなり合う２辺の検出電極に接続された検出抵抗
   器の電位差を検出する演算回路と、前記導電体に駆動電
   圧を印加する電源と、この電源から前記導電体に流れる
   電流を検出する検出抵抗器と、 この検出抵抗器の両端の電位差を検出する演算回路と、
   前記抵抗体のとなり合う２辺の検出電極に接続された検
   出抵抗器の電位差を検出する演算回路の出力を前記電源
   から前記導電体に流れる電流を検出する検出抵抗器の電
   位差を検出する演算回路の出力でアナログ除算するため
   のアナログ除算回路とを具備したことを特徴とする座標
   入力装置。
6. （６）導電体と抵抗体とを対向配置し、両者間に加えら
   れた圧力によってこの圧力が加えられた位置で前記導電
   体と前記抵抗体とが電気的に接触する入力面と、前記抵
   抗体の４辺に各々設けられた検出電極と、これら検出電
   極の各々に設けられた検出抵抗器と、前記４辺の検出電
   極の各々を接地するための切換用のスイッチと、前記抵
   抗体のとなり合う２辺の検出電極に接続された検出抵抗
   器の電位差を検出する演算回路と、前記導電体に駆動電
   圧を印加する電源と、この電源から前記導電体に流れる
   電流を検出する検出抵抗器と、この検出抵抗器の両端の
   電位差を検出する演算回路と、前記抵抗体のとなり合う
   ２辺の検出電極に接続された検出抵抗器の電位差を検出
   する演算回路の出力を前記電源から前記導電体に流れる
   電流を検出する検出抵抗器の電位差を検出する演算回路
   の出力で参照をとりアナログ−デジタル変換を行うＡ／
   Ｄ変換回路とを具備したことを特徴とする座標入力装置
   。