JPH049634Y2

JPH049634Y2 -

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Publication number: JPH049634Y2
Application number: JP1983073768U
Authority: JP
Priority date: 1983-05-19
Filing date: 1983-05-19
Publication date: 1992-03-10
Also published as: JPS59182747U; US4612463A

Description

【考案の詳細な説明】本考案は、パーソナルコンピユータやテレビゲ
ーム装置などのマイクロコンピユータに、タブレ
ツト入力装置（以下タブレツトと示す）を接続す
るに好適なインターフエース回路に関する。

従来、ほとんどのパーソナルコンピユータやテ
レビゲーム装置においては、マイクロコンピユー
タのアナログ入力部が設けられ、かかるアナログ
入力部に多方向操作型可変抵抗器が接続すること
ができるようにしており、かかる多方向操作型可
変抵抗器のレバーをＸ−Ｙ方向に操作することに
より、ゲームなどを行なうことができる。

第１図はかかる多方向操作型可変抵抗器をマイ
クロコンピユータのアナログ入力部に接続した状
態を示す説明図であつて、１は多方向操作型可変
抵抗器、２はアナログ入力部、３は電源導出端
子、４は入力端子、５はコンデンサ、６は開閉ス
イツチ、７は入力端子、８は比較回路、９は出力
端子である。

同図において、マイクロコンピユータのアナロ
グ入力部２は、コンデンサ５、開閉スイツチ６、
比較回路８からなる。開閉スイツチ６は周期的に
閉じてコンデンサ５を放電させる。比較回路８は
コンデンサ５の両端に生ずる電圧E₁と入力端子
７から供給される基準電圧E_S1とを比較し、出力
端子９に高レベルと低レベルとからなる電圧E₀
を出力する。多方向操作型可変抵抗器１の一端
は、マイクロコンピユータに設けられた電源導出
端子３に接続され、また、他端はアナログ入力部
２の入力端子４に接続される。

なお、通常、電源導出端子３に供給される電圧
は５（Ｖ）であり、また、入力端子７から印加さ
れる基準電圧E_S1は２（Ｖ）である。

第２図は第１図の各部の電圧波形を示す波形図
であつて、第１図に対応した電圧波形には同一符
号をつけている。

次に、第２図を用い、かつ、上記のように、各
電圧を具体的に定めて第１図の動作を説明する。

多方向操作型可変抵抗器１を電源導出端子３と
入力端子４との間に接続すると、この多方向操作
型可変抵抗器１とコンデンサ５とにより、時定数
回路が形成される。開閉スイツチ６は、一定周期
のスイツチング信号Ｓによつてオン、オフ制御さ
れ、この周期毎に期間ｔだけ閉じ、コンデンサ５
を放電させる。

そこで、コンデンサ５の両端の電圧E₁は、開
閉スイツチ６が閉じている期間ｔでは零（Ｖ）で
あり、開閉スイツチ６が開くと同時に、多方向操
作型可変抵抗器１の抵抗値Ｒとコンデンサ５の静
電容量Ｃで決まる時定数で立上り、５（Ｖ）の電
圧値まで上昇する５×（１−e^-t/CR）の電圧とな
る。そして、次に、開閉スイツチ６が閉じると、
コンデンサ５は開閉スイツチ６を介して放電し、
電圧E₁は零（Ｖ）となる。

このように、零（Ｖ）と漸次５（Ｖ）とへの上
昇とが繰り返えす電圧E₁は、比較回路８の＋端
子に供給され、入力端子７から比較回路８の一端
子に供給される２（Ｖ）の基準電圧E_S1と比較され
る。比較回路８は、E₁≧E_S1のとき高レベルで、
E₁＜E_S1のとき低レベルの出力電圧E₀を発生する。
この出力電圧E₀は出力端子９から図示しないア
ナログ−デジタル変換回路に供給され、デジタル
信号としてマイクロコンピユータのデータとな
る。

ところで、多方向操作型可変抵抗器１はレバー
（図示せず）の操作によつて抵抗値Ｒを変化させ
ることができるが、この抵抗値Ｒを変化させるこ
とにより、電圧E₁の立上りの傾斜が変化する。
電圧E₁の立上りの傾斜は、抵抗値Ｒが大きい程
緩やかであり、抵抗値Ｒが小さい程急峻であるか
ら、比較回路８の出力電圧E₀の低レベル期間は
抵抗値Ｒの大きさによつて異なる。この低レベル
期間は、実際には、開閉スイツチ６の閉じている
期間も含まれるから、この期間を除いた低レベル
の期間Ｔの長さは、多方向操作型可変抵抗器１の
抵抗値Ｒを表わしている。

したがつて、マイクロコンピユータには、この
抵抗値に応じたデータを入力することができ、多
方向操作型可変抵抗器１のレバーを操作すること
により、所望のゲームなどを行なわせることがで
きる。

ところで、かかる多方向操作型可変抵抗器のレ
バーを操作しても、デイスプレイ装置に表示され
る予じめ決められた画像の位置などを変化させる
だけのものであつて、任意の画像や文字などのパ
ターンデータをマイクロコンピユータに入力し、
これらのパターンを表示するというような学習機
器などとしての機能をもたせることはできない。

かかる機能をもたせるための１つの手段として
は、平板状の抵抗層と導電層とからなる薄膜スイ
ツチ、すなわち、タブレツトをマイクロコンピユ
ータに接続し、かかるタブレツトの表面にペンで
押圧して画かれるパターンのデータをマイクロコ
ンピユータに入力するようにすることが考えられ
る。このように、タブレツトをマイクロコンピユ
ータに対するデータ供給装置とした例としては、
設計機械など工業用機械においては実施されてい
る。

かかる工業用機器においては、タブレツトから
の出力電圧がアナログ電圧であることから、これ
をデジタル値に変換するために、タブレツトとマ
イクロコンピユータとの間にインターフエース回
路が設けられている。

そこで、かかるタブレツトをパーソナルコンピ
ユータやテレビゲーム装置に接続することより、
任意の画像や文字などのパターンデータをマイク
ロコンピユータに入力することにより、デイスプ
レイ装置に所望のパターンを画くことができる
が、タブレツトをマイクロコンピユータに接続す
る上記従来のインターフエース回路は、非常に高
価であるし、また、パーソナルコンピユータやテ
レビゲーム装置には、必ずしも、デジタルデータ
を入力するための、すなわち、上記インターフエ
ース回路を接続するための端子は必ずしも設けら
れていない。

これに対して、パーソナルコンピユータやテレ
ビジヨンゲーム装置には、上記のように、多方向
操作型可変抵抗器を接続するためのアナログ入力
部が必ず設けられており、タブレツトの出力電圧
がアナログ電圧であることから、タブレツトを直
接このアナログ入力部に接続することが考えられ
る。

しかしながら、第１図において、多方向操作型
可変抵抗器１は、零（Ω）から最大200（kΩ）な
いし400（kΩ）まで非常に広い範囲にわたつて抵
抗値が変化し得るものであり、この抵抗値の変化
範囲にわたつて電圧E₁の立上りの傾斜が充分に
区別できる程度にコンデンサ５の静電容量Ｃが設
定されている。

これに対して、タブレツトの抵抗値の変化範囲
は、零（Ω）から最大300（Ω）ないし500（Ω）程
度と多方向操作型可変抵抗器１に比べて非常に小
さく、この範囲で抵抗値が変化しても、電圧E₁
の立上りの傾斜の変化はわずかであつて、充分な
解像度を得ることができない。

以上のように、従来、パーソナルコンピユータ
やテレビゲーム装置には、タブレツトを接続する
ためには高価なインターフエース回路を必要と
し、また、インターフエース回路を介することな
しに接続すると、タブレツトが充分な機能を発揮
することができなかつた。

本考案の目的は、上記従来技術の欠点を除き、
タブレツトをマイクロコンピユータのアナログ入
力部に接続可能とし、該タブレツトの抵抗値を正
確に表わすデータを該マイクロコンピユータに入
力することができるようにした安価なインターフ
エース回路を提供するにある。

この目的を達成するために、本考案は、タブレ
ツトの抵抗値に応じた出力電圧を、マイクロコン
ピユータのアナログ入力部の動作に同期した鋸歯
状波電圧と比較して該抵抗値に応じて時間幅が変
化する２値信号を発生せしめ、該２値信号を該ア
ナログ入力部に供給するようにした点に特徴があ
る。

以下、本考案の実施例を図面について説明す
る。

第３図は本考案によるインターフエース回路の
一実施例を示すブロツク図であつて、１０はタブ
レツト、１１はインターフエース回路、１２は比
較回路、１３，１４はダイオード、１５，１６は
入力端子、１７は比較回路、１８は鋸歯状波発生
回路であり、第１図に対応する部分には同一符号
をつけている。

第３図において、インターフエース回路１１
は、タブレツト１０とマイクロコンピユータのア
ナログ入力部２の入力端子４との間に接続され、
比較回路１２、ダイオード１３，１４、比較回路
１７、鋸歯状波発生回路１８からなる。

比較回路１２は、その＋端子に供給される鋸歯
状波電圧E₃とその一端子に供給されるタブレツ
ト１０の出力電圧E₂とを比較し、E₃≧E₂のとき
には、高レベルでE₃＜E₂のときに低レベルであ
る電圧E₄を出力する。この電圧E₄はダイオード
１３に供給される。また、入力端子１５からダイ
オード１４に一定の基準電圧E_S2が供給される。

比較回路１２の出力電圧E₄は、高レベルのと
き、一定の基準電圧E_S1，E_S2よりも高い電圧であ
り、低レベルのときには、一定の基準電圧E_S2，
E_S3よりも低い電圧である。したがつて、出力電
圧E₄が高レベルのときには、出力電圧E₄はダイ
オード１３の出力側に得られ、ダイオード１４は
カツトオフ状態となつて基準電圧E_S2はダイオー
ド１４の出力側に現われない。逆に、出力電圧
E₄が低レベルになると、基準電圧E_S2はダイオー
ド１４の出力側に得られ、ダイオード１３はカツ
トオフ状態となつて出力電圧E₄はダイオード１
３の出力側に現われない。

したがつて、インターフエース回路１１の出力
電圧E₁は、比較回路１２の出力電圧E₄が高レベ
ルのときに出力電圧E₄に等しく、また、出力電
圧E₄が低レベルのときに基準電圧E_S2に等しく、
入力端子４からアナログ入力部２の比較回路８に
供給されるが、さらに、周期的にオン、オフする
開閉スイツチ６のオン期間、零（Ｖ）に維持され
る。基準電圧E_S2は基準電圧E_S1よりも低く、この
ために、電圧E₁のうちの比較回路１２の出力電
圧E₄の高レベル期間に相当する期間に高レベル
となる電圧E₀が比較回路８から得られる。

入力端子４に供給される電圧E₁は、さらに、
比較回路１７の一端子にも供給される。比較回路
１７の＋端子には、入力端子１５からの基準電圧
E_S2よりも低いが零（Ｖ）ではない基準電圧E_S3が
供給され、電圧E₁と比較される。したがつて、
比較回路１７は電圧E₁が零（Ｖ）のときに高レ
ベルである電圧E₅を発生し、この電圧E₅はリセ
ツト信号として鋸歯状波発生回路１８をリセツト
する。このリセツト信号が供給されなくなると、
鋸歯状波発生回路１８はリセツトを解除され、出
力電圧E₃は漸次ほゞ一定の傾きで上昇する。す
なわち、鋸歯状波発生回路１８は、開閉スイツチ
６が閉じる毎にリセツトされ、その出力電圧E₃
は、リセツト期間零（Ｖ）の鋸歯状波電圧とな
り、この鋸歯状波電圧E₃は開閉スイツチ６の動
作に同期している。

因みに、各電圧の値の一例を示すと、次のよう
になる。

E_S1＝２（Ｖ），E_S2＝1.8（Ｖ），E_S3＝1.3（Ｖ）， E₃の最低値＝零（Ｖ），E₃の最大値≧E₂， E₄の高レベル＞２（Ｖ），E₄の低レベル＝零
（Ｖ）。

第４図は第３図の各部の電圧波形を示す波形図
であつて、第３図に対応する電圧波形には同一符
号をつけている。

次に、第４図を用い、かつ、各電圧の値が上記
のものとして、第３図の実施例の動作について説
明する。

いま、アナログ入力部２の開閉スイツチ６が閉
じると、電圧E₁は零（Ｖ）となり、比較回路８
の出力電圧E₀は低レベルとなる。また、入力端
子１７からの基準電圧E_S3は1.3（Ｖ）であるから、
比較回路１７はリセツト信号E₅を発生し、この
ために、鋸歯状波発生回路１８の出力電圧E₃は
零（Ｖ）となり、この零（Ｖ）は比較回路１２の
＋端子に供給される。

タブレツト１０の出力電圧E₂が零（Ｖ）でな
いときには、E₃＜E₂であるから、比較回路１２
の出力電圧E₄は低レベル、すなわち、零（Ｖ）
である。

期間ｔの経過後、開閉スイツチ６が開くと、電
圧E₁は入力端子１５からの基準電圧E_S2に等しい
1.8（Ｖ）となり、E_S3＜1.8（Ｖ）であるから、比較
回路１７はリセツト信号E₅を発生しない。その
ために、鋸歯状波発生回路１８はリセツトが解除
されて出力電圧E₃は零（Ｖ）から漸次上昇する。

しかし、E₃＜E₂であるかぎり、比較回路１２
の出力電圧E₄は零（Ｖ）であり、このために、
電圧E₁は基準電圧E_S2に等しい1.8（Ｖ）である。
この期間では、やはり、アナログ入力部２の比較
回路８の出力電圧E₀は低レベルである。

鋸歯状波発生回路１８の出力電圧E₃がさらに
上昇し、ついに、E₃＝E₂になると、その時点で
比較回路１２の出力電圧E₄は立上つて高レベル
となる。次に、開閉スイツチ６が閉じるまでは、
出力電圧E₃は上昇し続けるから、その間、比較
回路１２の出力電圧E₄は高レベルにあり、この
ために、電圧E₁はこの出力電圧E₄の値に等しい
２（Ｖ）以上の値となる。したがつて、比較回路
８の出力電圧E₀は高レベルとなる。

開閉スイツチ６が閉じると、電圧E₁は再び零
（Ｖ）となり、比較回路８の出力電圧E₀は低レベ
ルとなるとともに、比較回路１７からリセツト信
号E₅が発生され、上記の動作が繰り返えされる。

以上のように動作するこの実施例においては、
鋸歯状波発生回路１８のリセツト期間の開始時点
からE₃＝E₂になるまでの期間、すなわち、比較
回路１２の出力電圧E₄の低レベル期間はタブレ
ツト１０の出力電圧E₂、したがつて、タブレツ
ト１０の抵抗値に応じて変化する。しかも、タブ
レツト１０の出力電圧E₂と比較する電圧E₃は、
ほゞ直線状に上昇するものであるから、特に、比
較回路１２の出力電圧E₄の開閉スイツチ６が閉
じている期間ｔを除いた低レベル期間Ｔの長さ
は、タブレツト１０の抵抗値にほゞ比例すること
になり、さらに、タブレツト１０の出力電圧E₂
の変化範囲に等しく鋸歯状波発生回路１８の出力
電圧E₃の変化範囲を設定することにより、タブ
レツト１０の抵抗値が最大に変化したときに、比
較回路１２の出力電圧E₄の低レベル期間を開閉
スイツチ６の動作周期に等しくすることも可能で
あり、したがつて、インターフエース回路１１の
出力電圧E₁は、タブレツト１０の抵抗値の狭い
変化範囲を拡大して表わすことができる。

かかる電圧E₁は、比較回路８に供給されてそ
の高レベル期間のみ高レベルとなる出力電圧E₀
が得られるが、このアナログ入力部２の動作は、
電圧E₁に含まれる情報内容に影響を及ぼすもの
ではない。コンデンサ５は充放電を即座に行なう
ものであつて、アナログ入力部２の動作には関係
なくなる。

また、この実施例の動作を、各電圧を具体的数
値を示すことによつて説明したが、本考案はかか
る数値によつて限定されるものではない。各電圧
は次の条件を満す限り、任意に数値を選択するこ
とができるし、しかも、電圧にバラツキがあつて
も動作には影響せず、各電圧の許容範囲を拡げら
れる。この条件とは次のとおりである。

電圧E₄の高レベル＞基準電圧E_S1＞基準電圧_S2
＞基準電圧E_S3＞零（Ｖ）。

なお、タブレツトからの出力電圧は、実際に
は、Ｘ方向の出力電圧とＹ方向の出力電圧の２つ
の電圧が個別に得られる。そこで、たとえば、Ｘ
方向の出力電圧を第３図の比較回路１２に供給
し、Ｙ方向の出力電圧を、別個に比較回路を設
け、この比較回路で鋸歯状波発生回路１８からの
出力電圧E₃と比較し、この比較回路の出力電圧
をアナログ入力部２に供給するようにすればよ
い。マイクロコンピユータには、多方向操作型可
変抵抗器のＸ方向抵抗値とＹ方向抵抗値とに対す
るアナログ入力部が設けられており、夫々のアナ
ログ入力部にタブレツトのＸ方向に対する電圧、
Ｙ方向に対する電圧を供給すればよい。

また、１つの抵抗層と１つの導電層とからな
る、いわゆる、二相型タブレツトでは、Ｘ方向の
出力電圧を得るときとＹ方向の出力電圧を得ると
きとでは、抵抗層、導電層に印加される電源は切
換えられるが、この切換えを第３図の比較回路１
７からリセツト信号E₅にもとづいて行なうこと
ができる。また、この切換えのための信号を形成
する手段としては、たとえば、Ｄ型フリツプフロ
ツプ回路などを用いて容易に構成することができ
るものである。

以上説明したように、本考案によれば、多方向
操作型可変抵抗器が接続されるために設けられた
アナログ入力部に、多方向操作型可変抵抗器とは
抵抗値の変化範囲が大きく異なるタブレツトを接
続することを可能とし、しかも、該タブレツトの
抵抗値を正確に表わす信号を発生して該アナログ
入力部に供給することができ、かつ、構成も非常
に簡単であつて、上記従来技術にない優れた機能
のインターフエース回路を低コストで提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はマイクロコンピユータのアナログ入力
部に多方向操作型可変抵抗器を接続した状態を示
す説明図、第２図は第１図の各部の電圧波形を示
す波形図、第３図は本考案によるインターフエー
ス回路の一実施例を示すブロツク図、第４図は第
３図の各部の電圧波形を示す波形図である。２……アナログ入力部、１０……タブレツト、
１１……インターフエース回路、１２……比較回
路、１３，１４……ダイオード、１７……比較回
路、１８……鋸歯状波発生回路。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

多方向操作型可変抵抗器を接続することにより
時定数回路を形成するコンデンサと、該コンデン
サを周期的に放電させるスイツチと、該コンデン
サに生ずる電圧を基準電圧と比較する比較器とか
らなり、該多方向操作型可変抵抗器の出力電圧を
時間幅変調信号に変換するためのマイクロコンピ
ユータのアナログ入力部に対して、インターフエ
ース回路を介在させてタブレツトの出力端子を接
続可能となるようにしたインターフエース回路に
おいて、前記コンデンサの放電時点に同期してア
ース電位となりかつ該タブレツトの出力電圧の可
能な変化範囲よりわずかに大きい範囲内で変化す
る鋸歯状波電圧を発生する鋸歯状波発生手段と、
該鋸歯状波電圧と該タブレツトの出力電圧とを比
較し該出力電圧に応じた時間幅変調信号を形成し
て前記アナログ入力部に供給する比較手段とを有
し、前記多方向操作型可変抵抗器よりも抵抗値変
化範囲が充分狭い該タブレツトの出力電圧を前記
アナログ入力部の入力とすることができるように
構成したことを特徴とするインターフエース回
路。