JPH0527885B2 - - Google Patents
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- JPH0527885B2 JPH0527885B2 JP61053603A JP5360386A JPH0527885B2 JP H0527885 B2 JPH0527885 B2 JP H0527885B2 JP 61053603 A JP61053603 A JP 61053603A JP 5360386 A JP5360386 A JP 5360386A JP H0527885 B2 JPH0527885 B2 JP H0527885B2
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- Japan
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- capacitance
- capacitor
- operational amplifier
- input terminal
- terminal
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Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
座標入力装置における発振回路の発振周波数を
電極膜側のインピーダンス整合を図りつつ精密か
つ安定に調節するため、発振回路の入力段に、演
算増幅器、抵抗器、可変抵抗器、第１および第２
のキヤパシタを含む静電容量調節回路を設け、発
振回路の入力段に適切に調節された容量の静電容
量を印加するようにしたものである。
電極膜側のインピーダンス整合を図りつつ精密か
つ安定に調節するため、発振回路の入力段に、演
算増幅器、抵抗器、可変抵抗器、第１および第２
のキヤパシタを含む静電容量調節回路を設け、発
振回路の入力段に適切に調節された容量の静電容
量を印加するようにしたものである。
本発明は座標入力装置に関するものであり、よ
り特定的には電極膜上の一点がインピーダンスを
介して接地された場合、該一点の電極膜上の位置
を正確に検出する座標入力装置内に含まれる発振
回路の発振周波数を精密に調整し得るようにする
ものに関する。
り特定的には電極膜上の一点がインピーダンスを
介して接地された場合、該一点の電極膜上の位置
を正確に検出する座標入力装置内に含まれる発振
回路の発振周波数を精密に調整し得るようにする
ものに関する。
オフイスオートメーシヨンなどの発達により、
コンピユータに図や文字などを入力、処理するこ
とが盛んに行われている。図や文字などの入力装
置としてはキーボードが代表的であるが、そのほ
か特定のボード上で指やペンなどによつて位置を
指定し、その座標を入力することによつて図又は
文字などの入力を行なう座標入力装置が知られて
いる。
コンピユータに図や文字などを入力、処理するこ
とが盛んに行われている。図や文字などの入力装
置としてはキーボードが代表的であるが、そのほ
か特定のボード上で指やペンなどによつて位置を
指定し、その座標を入力することによつて図又は
文字などの入力を行なう座標入力装置が知られて
いる。
座標入力装置の一例としては、入力ボードとし
て抵抗シートを用い、抵抗シート両端よりインピ
ーダンス接点（指又はペンなどの接触点）へ電流
を流し、その電流比から接続点の座標を求めると
いう方式がある。このような方式の原理を第２図
に示す。以下第２図を参照して、座標位置決め原
理を説明する。
て抵抗シートを用い、抵抗シート両端よりインピ
ーダンス接点（指又はペンなどの接触点）へ電流
を流し、その電流比から接続点の座標を求めると
いう方式がある。このような方式の原理を第２図
に示す。以下第２図を参照して、座標位置決め原
理を説明する。
材質が均一な抵抗シート１の左端子２には、電
流計測器９を介して電源８の片側の端子５が接続
されている。抵抗シート１の右端子３には、電流
計測器１０を介して同じく電源８の片側の端子５
が接続されている。電源８の他方の端子はアース
７に接地されている。電流計測器９の出力はＡ／
Ｄ変換器１１に接続され、電流計測器１０の出力
はＡ／Ｄ変換器１２に接続されている。
流計測器９を介して電源８の片側の端子５が接続
されている。抵抗シート１の右端子３には、電流
計測器１０を介して同じく電源８の片側の端子５
が接続されている。電源８の他方の端子はアース
７に接地されている。電流計測器９の出力はＡ／
Ｄ変換器１１に接続され、電流計測器１０の出力
はＡ／Ｄ変換器１２に接続されている。
Ａ／Ｄ変換器１１及び１２の出力は制御装置１
３に接続されている。抵抗シート１上の任意の位
置４を片側がアース７に接地された指や指示ペン
などのインピーダンス、この例においてはキヤパ
シタ６を介して指示する。これによつて抵抗シー
ト１において左端の座標が０、右端の座標が100
であるシート上の任意の位置４の座標ｘ（０≦ｘ
≦100）が指示される。
３に接続されている。抵抗シート１上の任意の位
置４を片側がアース７に接地された指や指示ペン
などのインピーダンス、この例においてはキヤパ
シタ６を介して指示する。これによつて抵抗シー
ト１において左端の座標が０、右端の座標が100
であるシート上の任意の位置４の座標ｘ（０≦ｘ
≦100）が指示される。
このような状態で端子２と４の間の抵抗値を
Rx、端子３と４の間の抵抗値をR1-xとする。ま
た端子２から４に流れる電流をIx、端子３から４
に流れる電流をI1-xとする。この時、均一な材質
でできている抵抗シート１の抵抗値は抵抗の長さ
に比例するので指示点４の座標ｘは、 ｘ＝Rx／（Rx＋R1-x） ……(1) によつて与えられる。また抵抗値Rxによる電圧
降下と抵抗値R1-xによる電圧降下は等しいので、 RxIx＝R1-xI1-x ……(2) なる関係が成立する。(1)式および(2)式より、 ｘ＝I1-x／（Ix＋I1-x） ……(3) となる。即ち、指示点４の座標ｘは、端子２と４
の間に流れる電流Ixと、端子３と４の間に流れる
電流I1-xが判れば求めることができる。従つてこ
れらの電流Ix及びI1-xを、電流測定器９及び１０
で電圧値として検出し、Ａ／Ｄ変換器１１及び１
２によつてそれぞれデジタル値に変換した後、制
御装置１３によつて前記(3)式を計算することによ
つて、座標ｘをデジタル値として求めることがで
きる。
Rx、端子３と４の間の抵抗値をR1-xとする。ま
た端子２から４に流れる電流をIx、端子３から４
に流れる電流をI1-xとする。この時、均一な材質
でできている抵抗シート１の抵抗値は抵抗の長さ
に比例するので指示点４の座標ｘは、 ｘ＝Rx／（Rx＋R1-x） ……(1) によつて与えられる。また抵抗値Rxによる電圧
降下と抵抗値R1-xによる電圧降下は等しいので、 RxIx＝R1-xI1-x ……(2) なる関係が成立する。(1)式および(2)式より、 ｘ＝I1-x／（Ix＋I1-x） ……(3) となる。即ち、指示点４の座標ｘは、端子２と４
の間に流れる電流Ixと、端子３と４の間に流れる
電流I1-xが判れば求めることができる。従つてこ
れらの電流Ix及びI1-xを、電流測定器９及び１０
で電圧値として検出し、Ａ／Ｄ変換器１１及び１
２によつてそれぞれデジタル値に変換した後、制
御装置１３によつて前記(3)式を計算することによ
つて、座標ｘをデジタル値として求めることがで
きる。
しかし、電流を計測するための電流計測器９及
び１０として電流を電圧に変換するためのオペア
ンプなどが必要であり、またｘの値を精度良く求
めるために量子化精度の高いＡ／Ｄ変換器１１及
び１２が必要であり、それによつて回路が複雑に
なり、コストが高くつくという問題点があつた。
び１０として電流を電圧に変換するためのオペア
ンプなどが必要であり、またｘの値を精度良く求
めるために量子化精度の高いＡ／Ｄ変換器１１及
び１２が必要であり、それによつて回路が複雑に
なり、コストが高くつくという問題点があつた。
上記問題点を解決すべく電気回路を簡略化した
座標入力装置の一例を第３図に示す。
座標入力装置の一例を第３図に示す。
抵抗シート１は第２図で説明したものと同じも
のであり、片側がアース１７に接地されたインピ
ーダンス成分１６（指や指示ペンに相当）によつ
て指示点４を指示し、その座標ｘを検出する。こ
の場合も抵抗シート１の左端子２の座標が０、右
端子３の座標が100であり、指示点４の座標ｘは
０≦ｘ≦100の値をとる。第３図装置が第２図装
置と異なる点は、抵抗シート１の両端子が第２図
のように電源に接続されているのではないという
点である。その代りに端子１４が端子２に接続さ
れると共にオペアンプ（演算増幅器）１５を介し
て端子３に接続されている。即ち端子１４はオペ
アンプ１５の非反転入力に接続され、オペアンプ
１５の出力は端子３に接続されている。またオペ
アンプ１５の出力はオペアンプ１５自身の反転入
力にも接続されている。
のであり、片側がアース１７に接地されたインピ
ーダンス成分１６（指や指示ペンに相当）によつ
て指示点４を指示し、その座標ｘを検出する。こ
の場合も抵抗シート１の左端子２の座標が０、右
端子３の座標が100であり、指示点４の座標ｘは
０≦ｘ≦100の値をとる。第３図装置が第２図装
置と異なる点は、抵抗シート１の両端子が第２図
のように電源に接続されているのではないという
点である。その代りに端子１４が端子２に接続さ
れると共にオペアンプ（演算増幅器）１５を介し
て端子３に接続されている。即ち端子１４はオペ
アンプ１５の非反転入力に接続され、オペアンプ
１５の出力は端子３に接続されている。またオペ
アンプ１５の出力はオペアンプ１５自身の反転入
力にも接続されている。
以上のような構成の回路において、オペアンプ
１５はボルテージフオロアの動作をするバツフア
回路となつている。即ち第３図装置の特徴は抵抗
シート１の端子２及び３が指示点４の座標ｘに応
じた信号を出力するバツフア回路によつて接続さ
れている点である。
１５はボルテージフオロアの動作をするバツフア
回路となつている。即ち第３図装置の特徴は抵抗
シート１の端子２及び３が指示点４の座標ｘに応
じた信号を出力するバツフア回路によつて接続さ
れている点である。
このような構成によつて端子２及び３のアース
１７に対する電位は等しくなり、かつオペアンプ
１５の入力インピーダンスは無限大と考えること
ができるので、端子１４から流れる電流には端子
３から指示点４へ流れる電流は含まれないという
特性になる。
１７に対する電位は等しくなり、かつオペアンプ
１５の入力インピーダンスは無限大と考えること
ができるので、端子１４から流れる電流には端子
３から指示点４へ流れる電流は含まれないという
特性になる。
オペアンプ１５の後段には可変容量キヤパシタ
２０、オシレータ２１、カウンタ２２および制御
装置２３が設けられている。オシレータ２１はオ
ペアンプ１５の出力信号に応じた発振周波数のパ
ルス信号を出力し、そのパルス信号が基準パルス
Rpを基にカウンタ２２で計数され、制御装置２
３により、最終的な位置ｘに応じた信号Sxを出
力する。可変容量キヤパシタ２０については後述
する。
２０、オシレータ２１、カウンタ２２および制御
装置２３が設けられている。オシレータ２１はオ
ペアンプ１５の出力信号に応じた発振周波数のパ
ルス信号を出力し、そのパルス信号が基準パルス
Rpを基にカウンタ２２で計数され、制御装置２
３により、最終的な位置ｘに応じた信号Sxを出
力する。可変容量キヤパシタ２０については後述
する。
第３図装置の動作について述べる。
端子２及び３の部分のアース１７に対する電位
をＶ、指示点４の部分のアース１７に対する電位
をVaとする。また端子２と４の間の抵抗値及び
端子３と４の間の抵抗値をそれぞれRx及びR1-x
とする。そして端子４とアース１７の間のインピ
ーダンス成分１６のインピーダンスZo，Rx及び
R1-xを合成した等価的なインピーダンスをＺと
する第３図装置においては、座標ｘがこのインピ
ーダンスＺの関係になるということを利用するも
のである。
をＶ、指示点４の部分のアース１７に対する電位
をVaとする。また端子２と４の間の抵抗値及び
端子３と４の間の抵抗値をそれぞれRx及びR1-x
とする。そして端子４とアース１７の間のインピ
ーダンス成分１６のインピーダンスZo，Rx及び
R1-xを合成した等価的なインピーダンスをＺと
する第３図装置においては、座標ｘがこのインピ
ーダンスＺの関係になるということを利用するも
のである。
以下、このインピーダンスＺを計算してみる。
まず、インピーダンス成分１６に流れる電流Io
＝Va／Zoは、指示点４を介してRxに流れる電流
Ix＝（Ｖ−Va）／Rxと、R1-xに流れる電流I1-x＝
（Ｖ−Va）／R1-xの和となる。即ち、 （Ｖ−Va）（１／Rx＋１／R1-x）＝Va／Zo ……(4) となる。ところが実際にはR1-xには前記した理
由で入力側から電流I1-xが流れないと考えること
ができるのでI1-x＝Ｏ、従つて等価インピーダン
スＺに流れる電流Ｖ／Ｚは、Rxに流れる電流Ix
＝（Ｖ−Va）／Rxに等しくなる。すなわち、 Ｖ／Ｚ＝Ｖ−Va／Rx ……(5) となる。(4)式及び(5)式からＶ及びVaを消去して
Ｚを求めると、 Ｚ＝Rx（１＋Zo・Rx＋R1-x／Rx・R1-x） ……(6) となる。ここで（Rx＋R1-x）がインピーダンス
Zoの大きさ｜Zo｜に比べて充分に小さくなるよ
うにRx，R1-x及びZoを設定すれば、(6)式は近似
的に、 Ｚ≒Zo・Rx＋R1-x／R1-x ……(7) とすることができる。ここで抵抗シート１は第２
図の例と同じなので前記(3)式を変形して、 R1-x＝１−ｘ／ｘ・Rx ……(8) となる。(8)式を(7)式に代入してｘを求めると、 ｘ＝１−Zo／Ｚ ……(9) となる。(9)式を見て分かるように、第３図のよう
な構成にすることによつて、指示点４の座標ｘは
端子１４とアース１７の間の等価インピーダンス
ＺとインピーダンスZoの関数として定義される。
従つてこの等価インピーダンスＺ及びインピーダ
ンスZoの値を測定し、(9)式を計算すれば座標ｘ
の値を計算することができる。
＝Va／Zoは、指示点４を介してRxに流れる電流
Ix＝（Ｖ−Va）／Rxと、R1-xに流れる電流I1-x＝
（Ｖ−Va）／R1-xの和となる。即ち、 （Ｖ−Va）（１／Rx＋１／R1-x）＝Va／Zo ……(4) となる。ところが実際にはR1-xには前記した理
由で入力側から電流I1-xが流れないと考えること
ができるのでI1-x＝Ｏ、従つて等価インピーダン
スＺに流れる電流Ｖ／Ｚは、Rxに流れる電流Ix
＝（Ｖ−Va）／Rxに等しくなる。すなわち、 Ｖ／Ｚ＝Ｖ−Va／Rx ……(5) となる。(4)式及び(5)式からＶ及びVaを消去して
Ｚを求めると、 Ｚ＝Rx（１＋Zo・Rx＋R1-x／Rx・R1-x） ……(6) となる。ここで（Rx＋R1-x）がインピーダンス
Zoの大きさ｜Zo｜に比べて充分に小さくなるよ
うにRx，R1-x及びZoを設定すれば、(6)式は近似
的に、 Ｚ≒Zo・Rx＋R1-x／R1-x ……(7) とすることができる。ここで抵抗シート１は第２
図の例と同じなので前記(3)式を変形して、 R1-x＝１−ｘ／ｘ・Rx ……(8) となる。(8)式を(7)式に代入してｘを求めると、 ｘ＝１−Zo／Ｚ ……(9) となる。(9)式を見て分かるように、第３図のよう
な構成にすることによつて、指示点４の座標ｘは
端子１４とアース１７の間の等価インピーダンス
ＺとインピーダンスZoの関数として定義される。
従つてこの等価インピーダンスＺ及びインピーダ
ンスZoの値を測定し、(9)式を計算すれば座標ｘ
の値を計算することができる。
以上の原理をまとめれば、抵抗シート１の両端
子をボルテージフオロワによるバツフア回路１５
で接続し、抵抗シート１の抵抗値が指示点４を指
示するための指や指示ペンのインピーダンスZo
の大きさに比べて十分小さくなるように設定す
る。そしてインピーダンスZoをあらかじめ測定
しておき、上述の発振器２１、カウンタ２２、制
御装置２３を介して(9)式に応答する位置信号Sx
を出力する。
子をボルテージフオロワによるバツフア回路１５
で接続し、抵抗シート１の抵抗値が指示点４を指
示するための指や指示ペンのインピーダンスZo
の大きさに比べて十分小さくなるように設定す
る。そしてインピーダンスZoをあらかじめ測定
しておき、上述の発振器２１、カウンタ２２、制
御装置２３を介して(9)式に応答する位置信号Sx
を出力する。
第３図のような構成における上記インピーダン
ス成分１６の具体例として、インピーダンスZo
が静電容量である場合について考えてみる。今、
その静電容量をCoとすると、 Zo＝１／jωCo ……(10) となる。ただし、ｊは複素量を表わす記号、ωは
静電容量に付加される信号の角周波数である。(10)
式を(7)式に代入すると、 Ｚ＝１／jω（CO＊R1-x／Rx＋R1-x） ……(11) となる。従つて端子１４アーム１７の間の等価イ
ンピーダンスＺも、 Ｃ＝Co・R1-x／Rx＋R1-x ……(12) という容量値をもつ等価的な静電容量になること
がわかる。(8)式と(12)式を用いてＸを求めると、 ｘ＝１−（Ｃ／Co） ……(13) となる。以上よりインピーダンスZoに静電容量
を用いた場合は、端子１４とアース１７の間の等
価インピーダンスも静電容量となり、それらの値
により(13)式から座標ｘを求めることができる。
ス成分１６の具体例として、インピーダンスZo
が静電容量である場合について考えてみる。今、
その静電容量をCoとすると、 Zo＝１／jωCo ……(10) となる。ただし、ｊは複素量を表わす記号、ωは
静電容量に付加される信号の角周波数である。(10)
式を(7)式に代入すると、 Ｚ＝１／jω（CO＊R1-x／Rx＋R1-x） ……(11) となる。従つて端子１４アーム１７の間の等価イ
ンピーダンスＺも、 Ｃ＝Co・R1-x／Rx＋R1-x ……(12) という容量値をもつ等価的な静電容量になること
がわかる。(8)式と(12)式を用いてＸを求めると、 ｘ＝１−（Ｃ／Co） ……(13) となる。以上よりインピーダンスZoに静電容量
を用いた場合は、端子１４とアース１７の間の等
価インピーダンスも静電容量となり、それらの値
により(13)式から座標ｘを求めることができる。
インピーダンス１６としては、大きな容量値
Co、例えば1000pFを有する容量ペンを用いてい
る。端子１４はオシレータ２１に接続され、その
出力パルスはカウンタ２２で計数された後制御装
置２３に印加される。そして制御装置２３の出力
として座標値位置信号Sxが取り出される。
Co、例えば1000pFを有する容量ペンを用いてい
る。端子１４はオシレータ２１に接続され、その
出力パルスはカウンタ２２で計数された後制御装
置２３に印加される。そして制御装置２３の出力
として座標値位置信号Sxが取り出される。
抵抗シート１をCRTデイスプレイパネル面に
装着してCRTデイスプレイのパネル上の位置決
めに使用するような場合、CRTからの静電ノイ
ズおよび磁気ノイズによる誤動作を防止するた
め、オシレータ２１の発振周波数を、これらノイ
ズ周波数と離れた周波数としておく。
装着してCRTデイスプレイのパネル上の位置決
めに使用するような場合、CRTからの静電ノイ
ズおよび磁気ノイズによる誤動作を防止するた
め、オシレータ２１の発振周波数を、これらノイ
ズ周波数と離れた周波数としておく。
次に、抵抗シートには浮遊容量が加わるため上
述の静電容量Ｃの値は(12)式のものとは異なつてく
る。浮遊容量は、その都度異なりその値は事前に
判別できないので、オシレータの発振周波数を調
節するために、第３図に図示の如く可能容量キヤ
パシタ２０を設けている。
述の静電容量Ｃの値は(12)式のものとは異なつてく
る。浮遊容量は、その都度異なりその値は事前に
判別できないので、オシレータの発振周波数を調
節するために、第３図に図示の如く可能容量キヤ
パシタ２０を設けている。
しかしながら、使用している可変容量キヤパシ
タ２０はトリマー式のものであり、可動範囲は１
ターン、可変静電容量範囲は高々０〜100pFない
し０〜150pF程度にすぎず、一方100pF程度の静
電容量を１ターンで変化させるものであるから、
オシレータの発振周波数が精確に調節できないと
いう問題に遭遇している。
タ２０はトリマー式のものであり、可動範囲は１
ターン、可変静電容量範囲は高々０〜100pFない
し０〜150pF程度にすぎず、一方100pF程度の静
電容量を１ターンで変化させるものであるから、
オシレータの発振周波数が精確に調節できないと
いう問題に遭遇している。
またトリマー式可変容量キヤパシタ２０は、ト
リマーのずれ等により静電容量が変化し、オシレ
ータの発振周波数が調整後変化し安定性に欠ける
という問題がある。
リマーのずれ等により静電容量が変化し、オシレ
ータの発振周波数が調整後変化し安定性に欠ける
という問題がある。
本発明は上述の発振周波数の調節に係る問題点
を解決するものである。
を解決するものである。
本発明においては、電極膜、該電極膜上の一点
がインピーダンスを介して接地された場合該一点
の電極膜上の位置に応答する信号を発生する位置
信号発生回路、該位置信号発生回路の出力信号に
応答した発振周波数のパルス信号を出力する発振
回路、および、該発振回路の入力段に設けられ、
演算増幅器、一端が該演算増幅器の一方の入力端
子に他端が演算増幅器の出力端子に接続された可
変抵抗器、演算増幅器の一方の入力端子と接地間
に設けられた抵抗器、演算増幅器の出力端子と他
方の入力端子を接続する経路上に直列に設けられ
た第１のキヤパシタおよび該経路と接地間に設け
られた第２のキヤパシタを有し、前記可変抵抗器
の抵抗値を変化させることにより、第１のキヤパ
シタに比例し可変抵抗器の抵抗値と前記抵抗器の
抵抗値との比によつて規定される静電容量分第２
のキヤパシタの静電容量を変化させるようにした
静電容量調節回路、を具備し、前記発振回路の発
振周波数を前記静電容量調節回路間の静電容量の
変化に応答して変化させるようにした、座標入力
装置、が提供される。
がインピーダンスを介して接地された場合該一点
の電極膜上の位置に応答する信号を発生する位置
信号発生回路、該位置信号発生回路の出力信号に
応答した発振周波数のパルス信号を出力する発振
回路、および、該発振回路の入力段に設けられ、
演算増幅器、一端が該演算増幅器の一方の入力端
子に他端が演算増幅器の出力端子に接続された可
変抵抗器、演算増幅器の一方の入力端子と接地間
に設けられた抵抗器、演算増幅器の出力端子と他
方の入力端子を接続する経路上に直列に設けられ
た第１のキヤパシタおよび該経路と接地間に設け
られた第２のキヤパシタを有し、前記可変抵抗器
の抵抗値を変化させることにより、第１のキヤパ
シタに比例し可変抵抗器の抵抗値と前記抵抗器の
抵抗値との比によつて規定される静電容量分第２
のキヤパシタの静電容量を変化させるようにした
静電容量調節回路、を具備し、前記発振回路の発
振周波数を前記静電容量調節回路間の静電容量の
変化に応答して変化させるようにした、座標入力
装置、が提供される。
本発明の実施例を第１図ａ，ｂを参照して述べ
る。
る。
第１図ａにおいて、平板状透明電極膜３０が
CRTデイスプレイ面上に設けられ、該透明電極
膜３０上の任意の点Ｐ（Ｘ，ｙ）が指示されたこ
とを検出するためスイツチング回路４０が設けら
れている。スイツチング回路４０は、Ｘ方向スイ
ツチング回路４３，４４およびＹ方向スイツチン
グ回路４１，４２から構成され各スイツチング回
路４１〜４４には位置検出に必要な分解能で決定
される複数のアナログスイツチが設けられてい
る。すなわち、点Ｐのｙ方向の位置を検出するに
は、スイツチング回路４３，４４内のアナログス
イツチを順次オンにしていき、スイツチのオンに
より接続された透明電極膜３０の抵抗変化に応じ
た等価キヤパシタンスの変化を、従来と同様、ア
ンプ１５で検出する。ｘ方向についても同様であ
る。
CRTデイスプレイ面上に設けられ、該透明電極
膜３０上の任意の点Ｐ（Ｘ，ｙ）が指示されたこ
とを検出するためスイツチング回路４０が設けら
れている。スイツチング回路４０は、Ｘ方向スイ
ツチング回路４３，４４およびＹ方向スイツチン
グ回路４１，４２から構成され各スイツチング回
路４１〜４４には位置検出に必要な分解能で決定
される複数のアナログスイツチが設けられてい
る。すなわち、点Ｐのｙ方向の位置を検出するに
は、スイツチング回路４３，４４内のアナログス
イツチを順次オンにしていき、スイツチのオンに
より接続された透明電極膜３０の抵抗変化に応じ
た等価キヤパシタンスの変化を、従来と同様、ア
ンプ１５で検出する。ｘ方向についても同様であ
る。
簡単のため、透明電極膜３０の一方向、例えば
Ｘ方向についてのみ述べるが、端子１４とアース
１７との間の等価キヤパシタンスをＣとすると
き、この実施例においては、発振周波数が入力キ
ヤパシタンスに比例するようなオシレータ２１の
制御入力端子を、第１図ａのオペアンプ１５の非
反転入力端子１４に接続する。発振周波数が入力
キヤパシタンスに比例するようなオシレータとし
ては、例えば、CRデイジタル発振器がよく知ら
れている（例えば、三菱電機ICタブツク『′86三
菱半導体 汎用IC編』５〜６頁参照）。
Ｘ方向についてのみ述べるが、端子１４とアース
１７との間の等価キヤパシタンスをＣとすると
き、この実施例においては、発振周波数が入力キ
ヤパシタンスに比例するようなオシレータ２１の
制御入力端子を、第１図ａのオペアンプ１５の非
反転入力端子１４に接続する。発振周波数が入力
キヤパシタンスに比例するようなオシレータとし
ては、例えば、CRデイジタル発振器がよく知ら
れている（例えば、三菱電機ICタブツク『′86三
菱半導体 汎用IC編』５〜６頁参照）。
すなわち、上記のようなオシレータにおいて
は、比例定数を、ｋとした場合、入力キヤパシタ
ンスCo，Ｃの場合の発振周期をそれぞれTo、Ｔ
とすれば、 To＝Ｋ・Co ……(14) Ｔ＝Ｋ・Ｃ ……(15) で表わされるから、(13)〜(15)式から Ｘ＝Ｉ−Ｔ／To ……(16) として位置Ｘが検出できる。
は、比例定数を、ｋとした場合、入力キヤパシタ
ンスCo，Ｃの場合の発振周期をそれぞれTo、Ｔ
とすれば、 To＝Ｋ・Co ……(14) Ｔ＝Ｋ・Ｃ ……(15) で表わされるから、(13)〜(15)式から Ｘ＝Ｉ−Ｔ／To ……(16) として位置Ｘが検出できる。
上記同期ＴおよびToを検出するため、オシレ
ータ２１発振周波数より相当高い周波数、例えば
6MHzの基準パルスRpをカウンタ２２に印加し、
オシレータ２１の発振周期を算出する。
ータ２１発振周波数より相当高い周波数、例えば
6MHzの基準パルスRpをカウンタ２２に印加し、
オシレータ２１の発振周期を算出する。
但し、一般に、透明電極膜３０と接地との間の
浮遊容量は、本発明の座標入力装置の設置状態や
使用環境によつて大きく影響される。例えば、本
発明の装置を接地された金属ケースに取りつけた
場合、或るいは、周囲の温度が高くなつた場合
の、この浮遊容量は、増大する。したがつて、上
記のキヤパシタンスはこの浮遊容量の変化にとも
なつて変化する。そこで、オシレータ２１の発生
周波数に上記の浮遊容量の変化の影響が現れない
ようにするために、オシレータ２１の入力側に静
電容量調節回路２４が設けられている。
浮遊容量は、本発明の座標入力装置の設置状態や
使用環境によつて大きく影響される。例えば、本
発明の装置を接地された金属ケースに取りつけた
場合、或るいは、周囲の温度が高くなつた場合
の、この浮遊容量は、増大する。したがつて、上
記のキヤパシタンスはこの浮遊容量の変化にとも
なつて変化する。そこで、オシレータ２１の発生
周波数に上記の浮遊容量の変化の影響が現れない
ようにするために、オシレータ２１の入力側に静
電容量調節回路２４が設けられている。
静電容量調節回路２４の回路図を第１図ｂに示
す。該静電容量調節回路２４は、演算増幅器（オ
ペアンプ）２４３、固定抵抗器２４１、可変抵抗
器２４２、キヤパシタ２４４，２４５が図示の如
く接続されており、端子T1，T2が第１図ａの端
子T1，T2に該当する。
す。該静電容量調節回路２４は、演算増幅器（オ
ペアンプ）２４３、固定抵抗器２４１、可変抵抗
器２４２、キヤパシタ２４４，２４５が図示の如
く接続されており、端子T1，T2が第１図ａの端
子T1，T2に該当する。
第１図ｂおいて、抵抗器２４１，２４２の抵抗
値をそれぞれR1，R2、キヤパシタ２４５，２４
４のキヤパシタンスをそれぞれC1，C2としたと
き、端子T1，T2間のキヤパシタンスC′は次式で
表わされる。
値をそれぞれR1，R2、キヤパシタ２４５，２４
４のキヤパシタンスをそれぞれC1，C2としたと
き、端子T1，T2間のキヤパシタンスC′は次式で
表わされる。
C′＝C1−R2／R1C2 ……(17)
式(17)は以下のようにして導出される。
第１図ｂの端子Ｔ１から流れ込む電流をＩ、キ
ヤパシタC1を流れる電流をI1、キヤパシタC2を流
れる電流をI2、抵抗Ｒ１を流れる電流をIr1、抵抗
Ｒ２を流れる電流をIr2とするとき、端子Ｔ１，
Ｔ２間に交流電圧Ｖを印加するとき、 Ｉ＝I1＋I2 ……（17−１） I1＝C1・dV／dt ……（17−２） が成り立つ。ここで、オペアンプ２４３の非反転
入力端子ａの電位はＶであり、オペアンプ２４３
の出力が負帰還されているので、オペアンプ２４
３の反転入力端子ｂの電位もＶである。オペアン
プ２４３の出力電位をVcとすると、 Ir2＝（Vc−Ｖ）／R2、Ir1＝Ｖ／Ｒ、Irl＝Ir2 となる。これをVcについて解くと、 Vc＝（１＋R2／R1）Ｖ したがつて、 I2＝C2・ｄ（Ｖ−Vc）／dt＝−C2・（R2／R1） ・dV／dt ……（17−３） 上記の（17−１）、（17−２）、および（17−３）
から Ｉ＝［C1−C2・（R2／R1）］・dV／dt ……（17−４） ここで、端子Ｔ１，Ｔ２間のキヤパシタンス
C′によつて、 Ｉ＝C′・dV／dt の関係があるので、（17−４）式から(17)式が導き
出される。
ヤパシタC1を流れる電流をI1、キヤパシタC2を流
れる電流をI2、抵抗Ｒ１を流れる電流をIr1、抵抗
Ｒ２を流れる電流をIr2とするとき、端子Ｔ１，
Ｔ２間に交流電圧Ｖを印加するとき、 Ｉ＝I1＋I2 ……（17−１） I1＝C1・dV／dt ……（17−２） が成り立つ。ここで、オペアンプ２４３の非反転
入力端子ａの電位はＶであり、オペアンプ２４３
の出力が負帰還されているので、オペアンプ２４
３の反転入力端子ｂの電位もＶである。オペアン
プ２４３の出力電位をVcとすると、 Ir2＝（Vc−Ｖ）／R2、Ir1＝Ｖ／Ｒ、Irl＝Ir2 となる。これをVcについて解くと、 Vc＝（１＋R2／R1）Ｖ したがつて、 I2＝C2・ｄ（Ｖ−Vc）／dt＝−C2・（R2／R1） ・dV／dt ……（17−３） 上記の（17−１）、（17−２）、および（17−３）
から Ｉ＝［C1−C2・（R2／R1）］・dV／dt ……（17−４） ここで、端子Ｔ１，Ｔ２間のキヤパシタンス
C′によつて、 Ｉ＝C′・dV／dt の関係があるので、（17−４）式から(17)式が導き
出される。
かゝるキヤパシタンスC′が透明電極膜３０側か
らのキヤパシタンスと並列接続され、オシレータ
２１に印加されることで、オシレータ２１の発振
周波数を変えることができる。
らのキヤパシタンスと並列接続され、オシレータ
２１に印加されることで、オシレータ２１の発振
周波数を変えることができる。
ここで、C1＝50pF、C2＝100pF、R1＝20kΩ、
R2＝０〜10kΩ（10ターン）のトリマー抵抗とし
た場合、C′＝50pF〜0pFの範囲で調節が可能であ
る。式キヤパシタC′の精度は、以下のようにして
求められる。ここで、トリマー抵抗およびトリマ
コンデンサの調節ネジや調節ダイヤルの回転角度
の調節精度を30°と仮定すると、 調節ダイヤルを10ターンすることにより０〜
10kΩまで抵抗値が変化するトリマ抵抗の抵抗値
の調節精度は、 （30°／360°）×（10kΩ／10ターン）＝１／12kΩ ……(18) となる。このトリマ抵抗を、キヤパシタの値が、
上記のようにC1＝50pF、C2＝100pFとした第１
図ｂの抵抗R2に使用すると、 C′＝C1−（R2／R1）C2＝50pF−（R2／20）×100
pF＝50［１−（R2／10）］pF となる。したがつて、R2が１／12kΩ変化すると
きのC′の変化量の絶対値は、 50×（１／12×１／10）≒0.42（pF）……(19) となる。
R2＝０〜10kΩ（10ターン）のトリマー抵抗とし
た場合、C′＝50pF〜0pFの範囲で調節が可能であ
る。式キヤパシタC′の精度は、以下のようにして
求められる。ここで、トリマー抵抗およびトリマ
コンデンサの調節ネジや調節ダイヤルの回転角度
の調節精度を30°と仮定すると、 調節ダイヤルを10ターンすることにより０〜
10kΩまで抵抗値が変化するトリマ抵抗の抵抗値
の調節精度は、 （30°／360°）×（10kΩ／10ターン）＝１／12kΩ ……(18) となる。このトリマ抵抗を、キヤパシタの値が、
上記のようにC1＝50pF、C2＝100pFとした第１
図ｂの抵抗R2に使用すると、 C′＝C1−（R2／R1）C2＝50pF−（R2／20）×100
pF＝50［１−（R2／10）］pF となる。したがつて、R2が１／12kΩ変化すると
きのC′の変化量の絶対値は、 50×（１／12×１／10）≒0.42（pF）……(19) となる。
一方、第３図に図示のトリマーコンデンサ２０
の場合は、０〜50pF、１ターンとすると、精度
は50pF×（30°／360°）＝4.2pFである。
の場合は、０〜50pF、１ターンとすると、精度
は50pF×（30°／360°）＝4.2pFである。
以上の如く、第３図の場合に比し、1/10のキヤ
パシタンス変化を高精度に行うことができ、10倍
の微調整が可能となる。ここで、トリマーコンデ
ンサ２０が１ターン程度のものしか現在しないの
に対し、10ターン程度のトリマー抵抗器が広く現
在することに留意されたい。従つて、第１図ｂに
図示の回路は容易に構成できるのである。
パシタンス変化を高精度に行うことができ、10倍
の微調整が可能となる。ここで、トリマーコンデ
ンサ２０が１ターン程度のものしか現在しないの
に対し、10ターン程度のトリマー抵抗器が広く現
在することに留意されたい。従つて、第１図ｂに
図示の回路は容易に構成できるのである。
またトリマー抵抗器の回転角度に対するキヤパ
シタンスの変化は小さいから、回転位置にずれが
生じたとしても、キヤパシタンスの変化は小さ
く、安定性にすぐれる。
シタンスの変化は小さいから、回転位置にずれが
生じたとしても、キヤパシタンスの変化は小さ
く、安定性にすぐれる。
上述の抵抗値R1，R2、キヤパシタンスC1，C2
は任意に設定することができる。
は任意に設定することができる。
以上に述べたように本発明によれば、在来の回
路技術を適用した容易に実現し得る静電容量調節
回路を用いることで、安定性にすぐれ、且つ微調
整にすぐれたオシレータの発振周波数の調節が可
能となり、ひいては、電極膜における位置検出精
度が向上する。
路技術を適用した容易に実現し得る静電容量調節
回路を用いることで、安定性にすぐれ、且つ微調
整にすぐれたオシレータの発振周波数の調節が可
能となり、ひいては、電極膜における位置検出精
度が向上する。
第１ａ，ｂは本発明の一実施例の座標入力装置
の回路図、第２図および第３図は従来の座標入力
装置の構成図である。 （符号の説明）、１……抵抗シート、１５……
位置信号発生回路、２０……可変容量キヤパシ
タ、２１……オシレータ、２２……カウンタ、２
３……制御装置、２４……静電容量調節回路、３
０……透明電極膜、４０……スイツチング回路、
４１〜４４……スイツチング回路。
の回路図、第２図および第３図は従来の座標入力
装置の構成図である。 （符号の説明）、１……抵抗シート、１５……
位置信号発生回路、２０……可変容量キヤパシ
タ、２１……オシレータ、２２……カウンタ、２
３……制御装置、２４……静電容量調節回路、３
０……透明電極膜、４０……スイツチング回路、
４１〜４４……スイツチング回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 電極膜を含んでなり、該電極膜上の一点が静
電容量を介して接地された場合該一点の電極膜上
の位置に対応して第１の静電容量を変化させる第
１のキヤパシタを形成する位置信号発生回路と、 前記第１のキヤパシタの一端を入力端子に接続
し、該第１の静電容量に応答した発振周波数のパ
ルス信号を出力する発振回路と、 該発振回路の入力段に設けられ、 演算増幅器と、 一端が該演算増幅器の一方の入力端子に他端が
演算増幅器の出力端子に接続された可変抵抗器
と、 演算増幅器の一方の入力端子と接地間に設けら
れた抵抗器と、 演算増幅器の出力端子と他方の入力端子を接続
する経路上に直列に設けられた第２のキヤパシタ
および該他方の入力端子と接地間に設けられた第
３のキヤパシタとを有し、 前記可変抵抗器の抵抗値を変化させることによ
り、第２のキヤパシタに比例し可変抵抗器の抵抗
値と前記抵抗器の抵抗値との比によつて規定され
る静電容量分、前記他方の入力端子と接地との間
の第２の静電容量を変化させるようにした静電容
量調節回路とを具備し、 前記静電容量調節回路における前記他方の入力
端子を、前記第１のキヤパシタの一端と共に前記
発振回路の前記入力端子に接続してなり、 前記第２の静電容量を変化させることにより前
記発振回路の発振周波数を調節可能としたことを
特徴とする座標入力装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61053603A JPS62216023A (ja) | 1986-03-13 | 1986-03-13 | 座標入力装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61053603A JPS62216023A (ja) | 1986-03-13 | 1986-03-13 | 座標入力装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62216023A JPS62216023A (ja) | 1987-09-22 |
| JPH0527885B2 true JPH0527885B2 (ja) | 1993-04-22 |
Family
ID=12947456
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61053603A Granted JPS62216023A (ja) | 1986-03-13 | 1986-03-13 | 座標入力装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62216023A (ja) |
-
1986
- 1986-03-13 JP JP61053603A patent/JPS62216023A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62216023A (ja) | 1987-09-22 |
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