JPS63276117A - 図形入力タブレツト - Google Patents

図形入力タブレツト

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JPS63276117A
JPS63276117A JP63062114A JP6211488A JPS63276117A JP S63276117 A JPS63276117 A JP S63276117A JP 63062114 A JP63062114 A JP 63062114A JP 6211488 A JP6211488 A JP 6211488A JP S63276117 A JPS63276117 A JP S63276117A
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pressure
layer
tablet
resistive
material layer
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ラフエイル・パスカル
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    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/045—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means using resistive elements, e.g. a single continuous surface or two parallel surfaces put in contact

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)

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】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、図形入力タブレットに関するものである。本
発明は、データ処理分野で特に有用であり、図形性のデ
ータをデータ処理機械に入力するのに用いることができ
る。
Ｂ、従来技術 データ処理分野において、システムの使用者にとって主
要な問題の１つは、データを迅速に入力することである
。これは、今まではキーボードで行なっていたが、文字
列ではなく図形データを入力することが必要なときは、
キーボードは甚だしく非能率的である。従来技術では、
もっと能率的で使用し易い図形データ用入力手段を提供
するための様々な試みの例がある。
一つのそのような例は、欧州特許第５９９６号（クエス
ト・オートメーション（Ｑｕｅｓｔ＾ｕｔｏｍａｔｉｏ
ｎ　）　　社）に開示されており、２つの抵抗層をもつ
電子記録装置を示している。２つの層は互いに重なり、
わく組みで離されているが、針または類似物の圧力によ
って接触するように配置されている。互に位相が９０度
離れた励振電圧がその抵抗層に印加され、針の位置に関
係する２つのアナログ電圧が、明記されていない方式で
得られる。
今一つの例が、ロバート・ブラントン（ＲｏｂｅｒｔＢ
ｒａｎｔｏｎ　）の英国特許第２０８８０６３号に開示
されている。これは、絶縁メツシュを介して重なってい
る導電層と矩形の抵抗層を開示している。この抵抗層は
、各隅に接点を備えており、対向する１組の接点が任意
の一時点で付勢される。針（ボール・ペンまたは類似物
）が、上部の導電層上に押しつけられ、導電層は絶縁メ
ツシュの間隔を通して抵抗層と接触する。その結果、導
電層の電位は、接触点で抵抗層の電位と等しくなる。こ
の電位は、その点の各成極接点からの相対距離と共に変
化するので、導電層の電位は針の位置を決定するための
情報を提供する。これらの成極接点に対する相対位置が
確立されると、その成極接点対は消勢され、他の一対の
接点が極性を与えられ、異なる軸に沿った針の位置に関
する情報を与える。かくて、針の二次元の位置を決定す
ることができる。
Ｃ０発明が解決しようとする問題点 先行技術では、２次元の入力しかタブレットから直接は
行なえない。もし第３の次元が必要な場合、他の手段、
たとえば、手動制御軸に設けられた電位差計によって、
それを入力しなければならない。タブレットのみを用い
て３次元データを入力できれば、非常に役立つ。たとえ
ば、ａ）図形端末装置上のある場所の色または強度ある
いはその両方を特定し、ｂ）サインを確認するのに役立
つ。その場合、サインの至る所に印加される圧力の輪郭
が、サインの外観の２次元チェックでは出来ない有益な
追加チェックとなるはずである。更に先行技術では圧力
情報を検出することができない。この情報は、たとえば
ストリップ形の１次元位置検出タブレットの場合に有用
となり得る。これによって、先行技術の２次元人力タブ
レットが占めていた大きな面積を占めずに、２次元の入
力能力が提供されるはずである。
Ｄ０問題点解決するための手段 したがって、本発明による図形入力タブレットは、平ら
なタブレット面をもたらすように導電性材料の層と同延
的に支持された電気的抵抗性材料の層を具備し、この抵
抗性材料には、前述の２層に局部的圧力が加えられる領
域で該２層間の電気抵抗が印加圧力と共に単調に変化す
るという性質がある。第１および第２の導体が抵抗材料
層の第１および第２の部分にそれぞれ接続され、これら
の部分はタブレット面を横切る第１の想定線上の互いに
離隔した位置にある。タブレットの構造と配置は、抵抗
性材料層と導電性材料層の間に電圧が加えられた場合、
前記第１および第２の導体中に実質的に電流が流れない
が、前記局部的圧力が前記タブレット面に加えられた場
合は、前記第１および第２の導体中に電流が流れ、それ
らの電流の相対的な大きさは、抵抗性材料層の第１およ
び第２の部分から圧力が加えられた領域までのそれぞれ
の距離に関係しており、抵抗性材料層と導電性材料層の
間に流れる全電流が、印加圧力の大きさに関係するよう
になっている。
これにより、線形の次元と圧力の次元の２つの次元で針
の位置を検出する能力がもたらされる。
好ましい実施例においては、図形入力タブレットは、抵
抗性材料層の第３および第４の部分にそれぞれ接続され
た第３および第４の導体を含み、これらの部分は、タブ
レット面を横切って、前記第１の想定線と交叉する第２
の想定線上に間隔をおいて配置される。前記の局部的圧
力が前記の領域に加えられるとき、電流が前記第３およ
び第４の導体に流れ、第３および第４の導体中の電流の
大きさは、それぞれ局部的圧力が加えられる領域から、
前記第３および第４の部分までの距離に関係している。
これによって、２つの線形の次元と１つの圧力の次元の
３つの次元で針の位置を検出する能力がもたらされる。
また、図形入力タブレットは、前記の各導体で測定され
た個々の電流を合計することによって前記の全電流の値
を求めるように配置された、電気的検出手段を備えてい
ることが好ましい。
このようにする代わりに、図形入力タブレットに、その
電気的励起手段と導電性材料層との間に流れる電流の測
定値から前記全電流の値を求めるように配置された電気
的検出手段を設けてもよい。
抵抗性材料層は、材料の単一シートの形でよい。
このようにする代わりに、抵抗性材料層は二枚のシート
から成るものでもよい。この場合各シートは抵抗性材料
から成り、導体は前記第１のシートに接続され、前記第
２のシートは、前述のように、局部的圧力が加えられる
領域での２層間の電気抵抗が、それらの層に加えられる
圧力の大きさと共に単調に変化するという特性をもって
いる。
Ｅ、実施例 第１ａ図は、本発明による図形入力タブレットを示す。
抵抗性材料層１０は、Ｖｅｒｍａｈｉｄｅ　（商標名）
として知られている圧縮性抵抗シートである。
この材料は、それを構成する導電性ファイバを押し込ん
でもっと密接に接触させるとき、それに加えられる圧力
が増大するにつれて、局部的な電気抵抗が減少する性質
をもっている。層１０のすぐ下に導電性材料層１１があ
り、これは絶縁基板１３に付着された導電性コーティン
グである。絶縁基板１３のすぐ下に導電層５０があり、
これは静電遮蔽を与えるため接地させることができる。
層１１．１３、および５０は、両面がエツチングされて
いないプリント回路基板によって実施すると好都合であ
る。層１ｏ、１１．１３および５０の上に重なって保護
シート１２があり、これ１マ、電気絶縁性で、物理的耐
久性があり、かつ局部的に弾性変形が可能なものである
。導線３０によって導電性層！■に、また導線１４．１
５．２１、および２２によって抵抗層１０の対向する縁
部に、電気的接続を行なう。（第２図参照） 第１ｂ図は、２枚の抵抗性シートを含む別のタブレット
を示す。抵抗性シートの１枚は圧縮性シート１０ａであ
り、もう１枚は′剛性シートｆｏｂである。導電層１１
が抵抗シート上に重なり、局部的に弾性変形できる。
第２図は、第１ａ図のタブレットの平面図を示す。接触
パッド１Ｂ、１７．２３、および２４がそれぞれ導体１
４．１５．２１、および２２に取りつけられる。各接触
パッドは、抵抗性材料層の一部に電気的に接触する。す
なわち、バッド１６．１７．２３、および２４は、それ
ぞれ抵抗性材料Ｔ！Ｊ１０の一部１８．１９．２５、お
よび２６に接触する。これによって、使用者が針で局部
的圧力を加えて電流を導体１４．１５．２１、および２
２に流すための入力領域として、層１０の残部２０が残
される。
第３ａ図は、領域２０に加えられる圧力の位置（ＸＮ　
ｙ）と大きさくｚ）を表わす信号Ｘ％Ｙ％２を生成する
ための１つの技法を示す。４個の電流感知増幅器４４が
導体１４．１５．２１、および２２を流れる電流を測定
するために設けられる。
この電流感知増幅器の出力は、２個のアナログ加算器３
５と３７とに供給される。その一つ３５は導線１４と１
５用でＸ方向をカバーし、もう一方の３７は導線２１と
２２用でＸ方向をカバーする。
これらの加算器の出力は、それぞれ分割器３６と３８と
に、それぞれの電流感知増幅器出力と共に与えられる。
これが生成するＸに対する信号（ｙの場合も同様）は、
対向する導線１４と１５（または２１と２２）中の電流
の簡単な比とはならず、１４中の電流をＩｆ、１５中の
電流をＩ２とすれば、Ｘの値は、次式で与えられる。
ド　　Ｉ２ １１＋Ｉ２ この関数を選んだのは、それが０と１の間で近似的に直
線的に変化する結果を与えるためである。
針によって加えられる圧力を表わす２に対する信号は、
単に導線１４．１５．２１、および２２内の個々の電流
の和である。これは、それぞれ３５と３７とによって生
成されるＸとｙとの電流の和を３９で合計することによ
って得られる。
・第３ｂ図は、Ｘ１ｙおよび２をコンピュータに入力す
る回路を示す。マルチプレクサ４０は順次Ｘ１”１１Ｚ
のそれぞれを選んで、アナログ−ディジタル変換器４１
に転送する。その結果はバッファ４２に提供され、それ
からそのコンピュータに接続されたデータバスに提供さ
れる。
第４図は、第３ａ図、第３ｂ図とは別の装置を示す。こ
の場合、さらに導体３０中の電流を直接測定するための
電流感知増幅器４５が設けられている。これによって、
（３５および３７と共に用いられる）アナログ加算回路
３９の経費と不正確さが避けられる。さらに、Ｘおよび
ｙ関数の生成がコンピュータで行なわれるので、タブレ
ットは、回路３５．３Ｂ、３７、および３８から供給さ
れる局部的情報を必要としない。この手法は、コンピュ
ータでもっと多くの処理が必要となり、したがって、最
大サンプリング速度が下がるという欠点をもつが、回路
３５．３６．３７．３８、および３９を必要としないの
で、ハードウェアの製造コストは下がる。
使用に際し、タブレットの導電性材料層１１は一１０ボ
ルトの電圧に保持される。抵抗層１０の縁部に沿った導
体１４．１５．２１、および２２は、０ボルトに保持さ
れる。タブレットの上部面に圧力が加えられないときは
、層１０と１１との間の物理的接触は非常に僅かであっ
て、その間に意味がある電流は流れない。しかし、局部
的圧力が上部面に加えられると、層１０と１１とは、物
理的にも電気的にも接触を強いられ、その結果、導電性
材料層１１から、抵抗性材料層１０に接続された導体１
４．１５．２１、および２２に電流が流れる。これらの
各導体中を流れる電流は、各接触パッドから圧力が加え
られた点までの距離に反比例する。
今一つの可能性は、第４図に示すような装置で、感知増
幅器４５（およびその付属抵抗器）のない装置を設ける
ことである。この場合、コンピュータは、４つの導線電
流のすべてをディジタル的に加算しなければならない。
これは処理オーバーヘッドであって、最大サンプリング
速度が下がるが、ハードウェア製造コストはさらに安く
なる・第５図は、Ｘの測定値と、圧力が加えられた実際
の位置との関係の変動を示す。重大な縁部効果が存在す
ることがわかる。すなわち、０から１までの全領域をカ
バーするようにＸの測定値を拡大するには、測定値をコ
ンピュータが受は取ったとき測定値をディジタル的に処
理する必要があり得るということを意味する。（０は区
域２０の左端であり、１は右端である）。また、ｙ＝０
．５付近での読取値に比べて、ｙ＝０またはｙ＝１付近
でのＸの読取値は圧縮されるので、Ｘの読取値を拡大す
るときｙの変位を考慮に入れることが必要なこともある
。このことは第５図の２本の線で示される。線Ａは、ｙ
＝０．５　（すなわち、タブレットの中心を横切る）の
とき、線Ｂは、ｙ＝０．９（すなわち、タブレットの上
端付近）のときのも　゛のである。
第６図は、測定された全電流（すなわち、ｚ）と、タブ
レットの１．５■Ｉ１２の面積に加えられた力との関係
の変動を示す。生成される線が理想的に直線的でないの
で、このグラフを使うとある種のディジタル処理では便
利なことがわかる。これは、必要な場合、たとえば、測
定された電流を加えられた圧力に相関させるルックアッ
プ・テーブルを使えば簡単に実現できる。圧力の値があ
るゼロ以外の値のとき、測定された全電流がゼロとなる
ことに注目されたい。すなわち（たとえば人の手による
）軽微な圧力はタブレットで検出されず、タブレットの
通常の動作を妨害しないことを意味するのでこれは有用
である。
加えられた圧力に応じた電流の変動は、２つの効果から
生じる。第１の効果は、抵抗材料が局部的に圧縮され、
したがって材料中のファイバーは電気的接触がよくなる
ため、加えられた圧力の領域で電気抵抗を減少させると
いうことである。第２のより重要な効果は、導電層と抵
抗層の間の接触面積が増加することである。
圧力の増加につれて接触面積が増大するため、測定位置
に誤差が出ることがある。このことが起こるのは、ある
接触パッドに、それと対向する接触パッドよりもずっと
近くで（たとえば、１７よりも１６の近くで）圧力が加
えられるときである。
圧力に応じた接触面積の増加は全方向で一様であるが、
接触区域が１７によりも１６により近いので、接触区域
の縁部から１６までの距離は、接触区域の縁部から１７
までの距離より大きな割合で減少する。このため、大き
い圧力が加えられるにつれて、測定位置は近い縁部に近
づくことになる。
この効果が容認できないほど大きい場合、中心に近い位
置測定値に重みをつけることによって、コンピュータ内
でディジタル的にそれに対する補償をすることが必要と
なる。この重みづけのレベルは、圧力の増加（すなわち
全電流の増加）につれて増大する。
考えておく必要のあるもう１つの補償は、ある一定の圧
力において、接触点がタブレットのいずれかの縁部に近
づくにつれて、全電流が増加することを考慮に入れるこ
とである。その理由は、接触点が中心から１つまたは２
つの接触パッドに近づくにつれて、接触点から接触パッ
ド１６．１７．２３、および２４までの、抵抗シート中
の全抵抗が減少することである。この効果が無視できな
いほど大きい場合には、データを処理するとき適当な重
み付けを適用することができる。
針の位置と圧力のサンプリング速度は、その適用の条件
と使用する回路およびコンピュータのソフトウェアによ
って決まる。図形の端子人力およびサイン照合の場合は
、約１０ＫＨｚのサンプリング速度でも容認されるが、
約２０ＫＨｚの速度が好ましい。
１０発明の効果 本発明による図形入力タブレットは、平面的二次元情報
のほか圧力情報を検出でき、他の手段を用いずに三次元
入力が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第１ａ図は、本発明による図形入力タブレットの一実施
例を示す概略断面図である。 第ｔｂ図は、本発明による図形入力タブレットの別の実
施例を示す概略断面図である。 第２図は、第１ａ図のタブレットの概略平面図である。 第３ａ図は、本発明によって作成される位置および圧力
情報を表わす信号を処理する回路を示すブロック図であ
る。 第３ｂ図は、第３ａ図の回路の出力をコンピュータに入
力する回路の概略図である。 第４図は、本発明によって生成される位置および圧力情
報を表わす信号を処理し、それをコンビエータに入力す
る別の回路を示すブロック図である。 第５図は、本発明を使用するとき、位置測定値と実際の
位置との関係の変動を示すグラフである。 第６図は、本発明にもとづく、測定された全電流と小領
域に加えられた実際の力との関係の変動を示すグラフで
ある。 １０・・・・抵抗性材料層、１１・・・・導電性材料層
、１４．１５・・・・導体。 ＦＩＧ、　　１ａ ＦＩＧ、１ｂ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 平らなタブレット面をもたらすように導電性材料の層と
    同延的に支持された電気抵抗性材料の層を有し、 前記抵抗性材料には、前記２つの層に局部的圧力が加え
    られる領域で該２つの層間の電気抵抗が印加圧力ととも
    に単調に変化する性質があり、前記抵抗性材料層の第１
    および第２部分にそれぞれ接続された第１および第２導
    体を有し、前記第１および第２部分は、タブレット面を
    横切る想定線上の互いに離隔した位置にあり、前記導電
    性材料層と前記抵抗性材料層との間に電圧が印加された
    場合には、前記第１および第２の導体中には実質的に電
    流が流れず、 前記局部的圧力が前記タブレット面に加えられた場合に
    は、前記第１および第２の導体に電流が流れ、該電流の
    相対的大きさが、前記抵抗性材料層の第１および第２の
    部分から圧力が加えられた領域までのそれぞれの距離に
    関係しており、前記導電性材料層と前記抵抗性材料層と
    の間に流れる全電流が、印加圧力の大きさに関係するよ
    うにした図形入力タブレット。
JP63062114A 1987-04-28 1988-03-17 図形入力タブレツト Granted JPS63276117A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB8710033 1987-04-28
GB8710033A GB2204131B (en) 1987-04-28 1987-04-28 Graphics input tablet

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS63276117A true JPS63276117A (ja) 1988-11-14
JPH0563815B2 JPH0563815B2 (ja) 1993-09-13

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JP63062114A Granted JPS63276117A (ja) 1987-04-28 1988-03-17 図形入力タブレツト

Country Status (6)

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US (1) US4798919A (ja)
EP (1) EP0288692B1 (ja)
JP (1) JPS63276117A (ja)
CA (1) CA1297177C (ja)
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GB (1) GB2204131B (ja)

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