JPH0312330B2 - - Google Patents

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JPH0312330B2
JPH0312330B2 JP56162286A JP16228681A JPH0312330B2 JP H0312330 B2 JPH0312330 B2 JP H0312330B2 JP 56162286 A JP56162286 A JP 56162286A JP 16228681 A JP16228681 A JP 16228681A JP H0312330 B2 JPH0312330 B2 JP H0312330B2
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resistor
current
sheet resistor
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sheet
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Tsutomu Ishikawa
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Nippon Electric Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input 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
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/045Digitisers, 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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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は座標入力装置、特に面抵抗体の電流分
割位置を検出する方式の座標入力装置に関するも
のである。
従来この種の座標入力装置においては、電流供
給手段に接続された入力ペン、面抵抗体のX,Y
周辺部点在配置したダイオードを付加する基板と
を有している。入力ペンを面抵抗体の所望の入力
位置に接触させて面抵抗体内に電流を供給する。
XあるいはY座標方向に流れる分割電流値が基準
点からの距離に反比例の関係を有していることか
ら分割電流を検出して入力情報とする原理のもと
に構成されている。またダイオードはXあるいは
Y方向への電流の導通、非導通状態を時分割制御
するものである。方式的には上述のものが主流を
占めてきた。しかしこの方式では、電流供給手段
と入力ペンとを電気的に接続する信号線が災いし
て入力時の操作性を悪くしてしまい人間工学的観
点からも効果的な入力方式と言えない。また位置
精度を上げるためには周辺部に配置するダイオー
ドの数を増す必要があり、構成が複雑になり高価
な装置になつてしまう。さらに従来方式ではX,
Yの各々一端に流れる電流を検出して入力位置と
することから面抵抗体あるいはダイオードの温度
変動が原因で正確な入力位置情報を出力できず、
信頼性を低下させてしまうという問題点があつ
た。
以下代表例をもとに問題点を明らかにする。
第1図はジエー・エー・ターナー アンド リ
ツチヤー:“リニア カレント デイビジヨン
イン レジステイブ エリア:イツツ アプリケ
ーシヨン トウ コンピユータ グラフイツク
ス”、スプリング ジヨイント コンピユータ
コンフアレンス,1970(J.A.TURNER and G.J.
RITCHIE:“Linear Current division in
resistive areas:Its application to Computer
grapnics”,Spring Joint Computer
Conference,1970)が提案した面抵抗体の周辺
部にダイオードを配置した従来方式による代表例
を示す図である。同図において209は電流供給
手段、102は信号線、103は入力ペン、10
4は面抵抗体、1005はX方向ダイオード、1
05′はY方向ダイオード、106はX方向駆動
回路、107はY方向駆動回路、108はX方向
抵抗、109はY方向抵抗である。入力ペン10
3は信号線102を介して電流供給手段209に
接続されており、面抵抗体104の周辺部はX方
向ダイオード105、Y方向ダイオード105′
が点在配置されている。所用の入力位置情報を入
力する際には入力ペン103を面抵抗体104に
接触させ面抵抗体104に電流を供給する。X方
向駆動回路106及びY方向駆動回路107を動
作させて、たとえばX方向ダイオード105が導
通状態、Y方向ダイオード105′が非導通状態
の場合、入力ペン103から供給される電流は入
力位置で左右に分割され、それぞれの向きに流れ
る。X方向抵抗108に流れる分割電流は距離に
反比例することから入力位置情報が検出できるこ
とになる。同様なことがY方向についても言え、
X,Yの入力位置情報が検出されることになる。
この方式は主に人間が入力ペン103を手に持つ
て面抵抗体104に接触させて位置情報を入力す
ることから可動性を有する信号線102を必要と
する。このプローグ102を用いて面抵抗体10
4の面内を自由に移動しようとすれば、プローブ
信号線が災いとなつて入力時の操作性を著しく悪
くしてしまう。またプローブ102の材質は一般
に銅、銅合金を用いていることから使用回数を多
くすると断線してしまい信頼性を低下させてしま
うといつた信合線102を使用することが原因で
生じる問題がある。また分解能を上げて正確な入
力位置を得ようとすれば面抵抗体104の面内に
流れる分割電流を一様にしなければならない。そ
れ故、酸化インジウム等の薄膜からなる面抵抗体
104の周辺部に点在配置するX方向ダイオード
105、Y方向ダイオード105′の数を多くす
る必要がある。30cm×40cmの入力盤面内での入力
位置誤差を数%以内にしようとして試作実験した
結果では1cmから2cm程の間隔でダイオードを接
続配置しなければならなかつた。この事実からダ
イオードの総数は120個から240個(15+20)×2
=120個、(30+40)×2=240個)も必要になつて
しまいダイオードの接続工数あるいは価額面から
も不利になる。また面抵抗体104として酸化イ
ンジウム、酸化スズ等の半導体薄膜あるいは金、
パラジウム、アルミニウム等の金属膜を用いるの
が一般的であるが、これを面内均一にすることは
むづかしく、最も一般的な製作法である真空蒸着
法、スパツタ法でなした場合±5%のバラツキは
違けがたく、これを多数枚製作しようとすれば±
20%のバラツキは必然である。これを各座標入力
装置毎に補正しようとすれば電気回路上のインピ
ーダンス整合をしなければならず、同様に工数、
価額的にも望しくはない。さらに面抵抗体104
として一般的なたとえば酸化インジウムを例にと
れば比低抗が室温で10-3Ω・cmである温度がが
100℃程になると10-2Ω・cmのオーダにまで変化
してしまい大きな温度依存性を有すること、また
ダイオードについてもシリコン、ゲルマニウム等
は温度に対する構造敏感性を有していることから
同様に温度変動により抵抗率が変化してしまう。
それ故従来のごとくX,Y各々の一端に流れる電
流を検出する方法では温度変動等の外部環境に左
右されやすく、正確な入力位置情報を得ることが
困難であり、信頼性の低い座標入力装置になつて
しまうという問題点もある。
いずれにしても従来の式式では操作性が悪く、
高価でかつ信頼性が低い装置になつてしまうとい
う問題が生じており、これら問題点を改善すべき
装置の実現が望まれていた。
従つて本発明の目的は、上述のごとき従来の装
置構成法にかかわる問題点を改善する座標入力装
置を提供することにある。
本発明によれば、一様な面抵抗体による電流分
割位置を入力位置情報とする座標入力装置におい
て、前記面抵抗体と、前記面抵抗体の対向辺に接
近して配置したX,Y電極対と、前記面抵抗体の
四隅周辺部の前記面抵抗体と前記X,Y電極対間
に電気的に接続配置したインピーダンス整合用の
補正抵抗とを設けた第1の基板と、前記第1の基
板との対向面上に配置する一様な面状電極を設け
た可撓性を有する第2の基板と、前記第1の基板
と前記第2の基板とを絶縁保持する支持体とから
なる入力盤、前記面状電極への電流供給手段、前
記面状電極が接触して前記面抵抗体に流入し、前
記X,Y電極対が検知する分割電流の差分を計数
する差分検出回路、X,Yの加算値を検出する加
算回路と前記差分検出回路とからの出力信号より
X,Y座標値を求める演算機構とを備えることに
より上述の目的を達成することができる。
次に本発明について図面を参照しながら構成、
構造、動作および作用、効果を詳しく説明する。
第2図は本発明の原理を説明するための原理説
明図である。
同図において絶縁性の第1の基板201の上面
には一様な面積抵抗を有する面抵抗体104が被
着してあり、端にはX電極対280が配され各々
がグランドに接続されいる。面抵抗体104の面
上のある点に電流I801が注入されると図中左
右に電流は分割され、電流I1802、電流I280
3が各々の電極方向に向つて流れる。図中電流注
入位置と左端の電極間の抵抗をR1、右端の電極
間の抵抗をR2とすると、電流I1、802と電流I2
との関係はI1/I2=R2/R1がなりたつ。一方面抵
抗体104は面内一様であることからR2/R1
電流注入位置と右端電極間の距離x2と左端電極間
距離x1との比x2/x1と同一と見なし得る。従つて
電流と距離とは反比例I1/I2=x2/x1の関係が成
り立つことになる。上は数学的に(I1−I2)/
(I1+I2)=−(x1−x2)/(l1+x2)に変換するこ
とができ、I1+I2をIとし、x1+x2をX電極対
280間の距離Lとすることができるから、差電流
(I1−I2)と距離の差x1−x2との間にはI1−I2=−
(x1−x2)・I/Lのの比例関係が成り立つことにな る。それ故、面抵抗体104内の任意の入力位置
座標を求めようとすれば、X電極対280間の中
心を原点として双方向に流れる差電流(I1−I2
を求めれば良いことになる。なおY方向について
も同様なことが言える。
第3図a,bは本発明の第1の実施例を示す座
標入力装置の構成図、入力盤の断面図である。
同図aにおいて、絶縁性の第1の基板201の
上面には一様な面積抵抗を有する面抵抗体104
を所定の形状で被着し、面抵抗体104の対向辺
に接辺してX電極対280、Y電極対280′を
設け、抵抗素子等からなるX整合回路202、Y
整合回路202′に接続されいる。また第1の基
板201の上面には本発明の主旨とする抵抗ペー
スト、抵抗素子群等からなるインピーダンス整合
用のX補正抵抗501、Y補正抵抗501′が面
抵抗体104とX,Y電極対間に電気的に接続配
置してある。本実施例におけるX補正抵抗50
1、Y補正抵抗501′は面抵抗体104の四隅
周辺部を比較的高抵抗とし、中央部に近ずくに従
い抵抗を小さくしたものである。X電極対28
0、Y電極対280′は各々X,Y双方向に流れ
るX分割電流295、Y分割電流295′の差分
を計数するX差分検出回路203、Y差分検出回
路203′に接続され、X差分信号210、Y差
分信号210′を出力する。X電極対280、Y
電極対280′はさらにX,Y方向の加算値を検
出するX加算回路290、Y加算回路290′に
接続され、X加算信号291、Y加算信号29
1′が出力されている。実回路あるいは計算機算
からなるX演算機構292、Y演算機構292′
はそれぞれX差分信号210、X加算信号291
とY差分信号210′Y加算信号291′を受け、
X,Y方向に流れる電流値を規格化し、単位電流
当りの差電流を計算してX座標値293、Y座標
値293′を出力しいる。なおこの際X演算機構
292、Y演算機構292′はマイクロコンピユ
ータ等を用いソフト的に演算することも可能であ
り、実回路としてはオペアンプ等を用い単純な回
路構成とすることができる。
一方第1の基板21の対向面上には面状電極2
05を設けた可撓性を有する第2の基板206が
配置してあり、入力時以外には電気的に接触する
ことのないように支持体207により絶縁保持さ
れている。さらに面状電極205は面抵抗体10
4への電流の供給源である電流供給手段209に
接続されている。電流供給手209としては連続
的あるいは間歇的供給法が可能である。
同図bは通常面状電極205を有する第2の基
板206が所定の間で配置された支持体207に
より絶縁保持されているが、入力時に人間の指あ
るいはボールペンといつたプローブを有さない任
意入力手段208により所用の入力位置情報を得
るために第2の基板206を押圧して面状電極2
05を接触させ、電流供給手段209からの電流
を面抵抗体104に供給すると、入力位置から各
辺に配置されたX電極対280、Y電極対28
0′までの抵抗値の違いにより電流は分解され、
各電極方向に向つてX補正抵抗501、Y補正抵
抗501′をして流れる様子を示している。
以上第3図a,bから明らかなように、本実施
例は面抵抗体104を有する第1の基板に対面し
て電流供給手段208に接続された面状電極20
5を設けた第2の基板206を配置する構成とな
ついることから入力手段としては人間の指あるい
はボールペン等の任意入力手段208を用いるこ
とが可能であり、前述のごとくプローブ102を
設けた入力ペン103のような特殊なスタイラス
を必要としない。従つて特殊なスタイラスを用い
ることによる入力時の操作性を悪くするという欠
点が改善でき、人間工学的に見ても効果的な入力
方式であること、プローブ12の断線等による信
頼性の低下を軽減できるという利点ある。ま面抵
抗体104の周辺部にはダイオードを点在配置す
る必要はなく、価額面においても優位であること
は言うまでもない。またた本方式ではX,Yの双
方向に流れるX分割電流295、Y分割電流29
5′の差分値がX差分検出回路203、Y差分検
出回路203′で検出されることから、面抵抗体
104が温度上昇したとしても面抵抗体104の
温度係数は固有のものと考えられ、差電流と面積
抵抗の差分値との普例関係は保たれる故、温度変
動等の外部環境による影響は少く正確な入力位置
情報を得ることできる。さらにX演算機構29
2、Y演算機構292′においてX,Y方向に流
れる電流を規格化し、単位供給電流当りの差電流
を求めることから、多数枚の面抵抗体104を製
作した場合のバラツキがあつたとしても個々に補
正手段を構じる必要はなく容易に構成できるとう
利点もある。次にインピーダンス整合用のX補正
抵抗501、Y補正抵抗501′の抵抗値を面抵
抗体104の四隅周辺部を比較的高抵抗とし、中
央部に近ずくに従い低抵抗であることから、面抵
抗体104内の周辺部近傍に電流を供給した場合
でも、隣接するX電極対280あるいはY電極対
280′を介して流れる電流量を少くすることが
でき、面抵抗体104の周辺部での直線性が改善
され、有効入力面の大きな座標入力装置が実現で
きる。すなわち、X補正抵抗501、Y補正抵抗
501′がないと面抵抗体104内の周辺部近傍
においてはX電極対280、Y電極対280′は
銀、銅等を用いるのが一般的であり、固有抵抗が
非常に小さいが、面抵抗体104の面積抵抗は通
常200オーム・バースクエア(200Ω/口)程であ
り、かなりの違いがあること、また隣接するX電
極対280とY電極対280′との抵抗値が距離
が短く低抵抗であるために、供給電流が電極対を
通して隣接する電極に流れる電流量が多くなる。
それ故、座標検出に有効なX分割電流295およ
びY分割電流295′の量が少くなつてしまい、
計数範囲が狭くなり前述のごとく面内での面積抵
抗のバラツキ特に隣接する電極間のバラツキの影
響を受け、面抵抗体104の周辺部での直線性が
悪くなつてしまい有効な入力面積が広くできな
い。しかし、前述のごとく面抵抗体104の四隅
周辺部の隣接する電極対間の距離が短い部分を比
較的高抵抗とし、距離が長くなる中央部を比較的
低抵抗とすることにより、隣接電極対間での電流
の集中を防ぎ直線性を改善し、有効入力面を広く
できるということである。
以上本発明の第1の実施例について説明しが、
本実施例に従えば、操作性が改善でき、比較的低
価額、高信頼性の座標入力装置が実現できること
は明らかである。
第4図は本発明の第2の実施例を図示したもの
である。
本実施例は第1の実施例におけるX補正抵抗5
01、Y補正抵抗501′を面抵抗体104のパ
ターニングにより離散的に配置構成したものであ
る。
第1の実施例ではX補正抵抗501、Y補正抵
抗501′を抵抗ペースト、抵抗素子等の面抵抗
体104とは異種の物質で構成することから、製
作時の抵抗のバラツキの制御あるいは設定する抵
抗値からのズレの制御の問題が生じる故、出来れ
ば面抵抗体をそのまま使つて場所による抵抗値変
化をさせることが望ましい。従つて本実施例のご
とく面抵抗体104の周辺部を化学エツチング等
の手段でパターニングし、幅、長さ、ピツチ等を
変えて四隅周辺部を高抵抗、中央部を低抵抗とす
ることにより、容易に構成できるという利点があ
る。他の部分の構成、本実施例以外の動作原理、
作用、効果等は第1の実施例と同様であるから説
明を省略する。
以上本発明の第1の実施例と2の実施例につい
て説明してきたが、本発明の基本的動作原理、作
用、効果等を特徴とする限り各構成要素を変形し
た構成、構造となし、たとえば第1の基板201
にガラスあるいは高分子化合物等の透明材を用
い、面抵抗体104に酸化インジウム、酸化スズ
等を酸化熱処理した比較的透明度の高いものを用
い、第2の基板206に比較的透過率のポリエス
テルフイルム等を、面状電極205に金、酸化イ
ンジウム、酸化スズ等を用いることにより、比較
的透明度の高い座標入力装置となし、デイスプレ
イ面上に配置して表示内容を見ながら入力位置情
報を検知するいわゆるタツチ入力装置等への適用
が可能であり、また支持体207として感圧導電
性ゴム、感圧導電性ペースト等を用いて文字・図
形等の入力装置とすることも可能であり、本発明
が適用できることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
1図は従来方式の代表例を示す図、第2図は本
発明の原理図、第3図a,bは本発明の第1の実
施例を示す構成図、入力盤の断面図、第4図は本
発明の第2の実施例を示す構成図である。 各図におい、209は電流供給手段、102は
プローブ、103は入力ペン、104は面抵抗
体、105はX方向ダイオード、105′はY方
向ダイオード、106はX方向駆動回路、107
はY方向駆動回路、108はX方向抵抗、109
はY方向抵抗、801は電流I、8002は電流
I1、803は電流I3、x1,x2,Lは距離、201
は第1の基板、280はX電極対、280′はY
電極対、202はX整合回路、202′はY整合
回路、295はX分割電流、295′はY分割電
流、203はX差分検出回路、203′はY差分
検出回路、210はX差分信号、210′はY差
分信号、290はX加算回路、290′はY加算
回路、291はX加算信号、291′はY加算信
号、292はX演算機構、292′は演算機構、
293はX座標値、293′はY座標値、205
は面状電極、206は第2の基板、207は支持
体、208は任意入力手段、501はX補正抵
抗、501′はY補正抵抗、502は離散的なX
補正抵抗、502′は離散的なY補正抵抗である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 一様な面抵抗体による電流分割位置を入力位
    置情報とする座標入力装置において、前記面抵抗
    体と、前記面抵抗体の対向辺に接近して配置した
    X,Y電極対と、前記面抵抗体の四隅周辺部の前
    記面抵抗体と前記X,Y電極対間に電気的に接続
    配置したインピーダンス整合用の補正抵抗とを設
    けた第1の基板と、前記第1の基板との対向面上
    に配置する一様な面状電極を設けた可撓性を有す
    る第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基
    板とを絶縁保持する支持体とからなる入力盤、前
    記面状電極への電流供給手段、前記面状電極が接
    触して前記面抵抗体に流入し、前記X,Y電極対
    が検知する分割電流の差分を計数する差分検出回
    路、X,Yの加算値を検出する加算回路と前記差
    分検出回路とからの出力信号よりX,Y座標値を
    求める演算機構とを備えたことを特徴とする座標
    入力装置。
JP56162286A 1981-10-12 1981-10-12 座標入力装置 Granted JPS5862774A (ja)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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