JPH05298013A - 感圧式座標入力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】耐久性が高く、特殊な部品を必要としない座標
入力装置を提供する。 【構成】複数の固定点１４ａ〜１４ｄにおいて表示装置
１０上で支持される透明板１２と、透明板１２上の任意
の位置が押されることによって各固定点１４ａ〜１４ｄ
にかかる圧力を検出するための歪ゲージ１６ａ〜１６ｄ
と、歪ゲージ１６ａ〜１６ｄによって検出された圧力を
もとに、透明板１２上で押された位置を求める演算処理
装置２０とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、感圧式による座標入力
装置をに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、情報機器の入出力装置として、
座標検出装置と表示装置とが一体化された座標入力表示
装置が多く用いられている。座標入力表示装置では、表
示装置に表示された画面を視認しながら、表示内容に応
じた座標検出面上をペンや指で押すことにより、所定の
データが入力される。

【０００３】この種、座標入力表示装置に用いられる座
標入力装置には、いくつかの方式がある。その中の代表
的なものとして、抵抗膜方式（感圧式）がある。この抵
抗膜方式について、図５、図６を参照して説明する。図
５は座標入力装置の座標指示面の断面構造、図６は動作
原理を説明するための図である。

【０００４】座標入力装置は、図５に示すようにスペー
サ１を上側と下側から均一な抵抗膜２，３で挟み、さら
に上側の抵抗膜２にポリエステルフィルム４が積層さ
れ、下側の抵抗膜３にガラス５が積層されて構成され
る。上下の抵抗膜２，３の間は、通常は非導通状態とな
っており、座標検出面が指やペンなどで押されて接触す
ることにより導通状態となる。

【０００５】この抵抗膜２，３に、図６に示すように、
定電流源６、抵抗７ａ〜７ｄ、及び作動増幅器８ａ〜８
ｄを接続する。非導通状態では、抵抗膜２，３に定電流
を供給しても電流が流れないため、作動増幅器８ａ〜８
ｄの出力電圧Ｖｘ１，Ｖｘ２，Ｖｙ１，Ｖｙ２には電圧
は表れない。抵抗膜２上をポリエステルフィルム４を介
してある加重で押すと、上下の対抗膜２，３が一点で導
通状態となり、図６に示すように、定電流が流れる。

【０００６】この定電流は、上下それぞれの抵抗膜２，
３で押された位置に比例して分流する。このため、電圧
Ｖｘ１，Ｖｘ２，Ｖｙ１，Ｖｙ２には押された位置に比
例した電圧が表れる。このときの座標Ｌｘ，Ｌｙは、そ
れぞれ次式（１）（２）から求められる。 Ｌｘ＝Ｖｘ１／（Ｖｘ１＋Ｖｙ２）…（１） Ｌｙ＝Ｖｙ１／（Ｖｙ１＋Ｖｙ２）…（２）

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このように従来の抵抗
膜方式を用いた座標入力装置では、つぎのような問題が
った。

【０００８】すなわち、図５に示すように、ポリエステ
ルフィルム４を介して対抗膜２が押されることにより対
抗膜２，３の間を導通させるので、強度の低いポリエス
テルフィルムに劣化が起こりやすく耐久性が悪かった。
また、一点で導通された状態から座標位置を求める必要
があるため、特殊な部品である抵抗膜２，３が必要とな
っていた。本発明は前記のような点に鑑みてなされたも
ので、耐久性が高く、特殊な部品を必要としない座標入
力装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数の固定点
で支持される座標指示板と、前記座標指示板上の任意の
位置が押されることによって前記各固定点にかかる圧力
を検出する感圧手段と、前記感圧手段によって検出され
た圧力をもとに、前記座標指示板上で押された位置を求
める演算処理手段とを具備して構成する。

【００１０】

【作用】このような構成によれば、座標指示板（透明板
１２）の材質を硬質のもので構成することができるよう
になるので、ポリエステルフィルムを用いた従来の座標
入力装置に比較して耐久性を向上させることができる。

【００１１】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。図１は同実施例に係わる座標入力装置の構成を
示す概略図である。同実施例においては、座標入力装置
と表示装置とが一体化されて座標入力表示装置が構成さ
れている。図１において、表示装置１０は、後述する表
示制御装置２２の制御のもとに画面上に文字等の画像を
表示する。透明板１２は、ペンや指等によって座標位置
を指定するための座標指示面となる。表示装置１０の画
面に表示された内容は、透明板１２を介して視認するこ
とができる。

【００１２】透明板１２は、固定点１４ａ，１４ｂ，１
４ｃ，１４ｄにおいて表示装置１０の上に固定されてい
る。歪ゲージ１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄは、透明
板１２の固定点１４ａ〜１４ｄのそれぞれに接着されて
おり、透明板１２の座標指示面が押されたときの固定点
１４ａ〜１４ｄにかかる圧力を検出する。歪ゲージイン
ターフェイス１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄは、それ
ぞれに対応する歪ゲージ１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６
ｄから出力される出力電流の微小な変化を増幅してＡ／
Ｄ変換し、歪み出力として演算処理装置２０に出力す
る。

【００１３】演算処理装置２０は、各歪ゲージインター
フェイス１８〜１８ｄからの歪み出力をもとに、透明板
１２の座標指示面上のどの座標位置が押されたかを計算
して求める。表示制御装置２２は、演算処理装置２０の
処理内容に応じて、表示装置１０の画像表示を制御す
る。

【００１４】次に、具体的な動作を説明する前に、本発
明の座標入力装置における座標検出原理について説明す
る。本発明では、表示装置１０の上面部に透明板１２を
設け、使用者によって透明板１２が押されることにより
各支持部（固定点１４ａ〜１４ｄ）にかかる圧力を検出
し、押された場所を求めるものである。

【００１５】図２に示すように、透明板１２の四隅に固
定点１４ａ〜１４ｄを設けた場合を例にとって説明す
る。図２に示すように、Ｘ方向とＹ方向とが直交するＸ
Ｙ座標系をとる。この座標系における任意の座標（ｘ，
ｙ）が使用者によってｆなる力で押されたものとする。

【００１６】この押されたときに各固定点１４ａ〜１４
ｄにかかる力を（透明板１２の自重などによる力を差し
引いて）、Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４とすると、透明板１
２にかかる力と、その座標軸回りのモーメナトの関係か
ら、次式（３）（４）（５）が成り立つ。

【００１７】 ｆ＝Ｆ１＋Ｆ２＋Ｆ３＋Ｆ４ …（３） ｆｘ＋（Ｆ１＋Ｆ３）Ｘ０−（Ｆ２＋Ｆ４）Ｘ０＝０ …（４） ｆｙ＋（Ｆ３＋Ｆ４）Ｙ０−（Ｆ１＋Ｆ２）Ｙ０＝０ …（５）

【００１８】この（３）〜（５）式からｘ，ｙを求める
と、 ｘ＝（−Ｆ１＋Ｆ２−Ｆ３＋Ｆ４）Ｘ０／（Ｆ１＋Ｆ２＋Ｆ３＋Ｆ４）…（６ ） ｙ＝（Ｆ１＋Ｆ２−Ｆ３−Ｆ４）Ｙ０／（Ｆ１＋Ｆ２＋Ｆ３＋Ｆ４）…（７ ）となり、Ｆ１〜Ｆ４から使用者が押した座標（ｘ，
ｙ）が検出される。

【００１９】次に、同実施例の具体的な動作について、
図３及び図４に示すフローチャートを参照しながら説明
する。ここでは、動作例として、透明板１２上で例えば
ペンを用いて筆記された曲線を、そのまま表示装置１０
の画面上に表示させる場合について説明する。

【００２０】まず、ペンによって透明板１２の１点が押
されると、その力が式（３）（４）（５）の関係をもっ
て、４つの固定点１４ａ〜１４ｄに分散される。固定点
１４ａ〜１４ｄの周辺は、各々にかかる力に応じてたわ
み、そのたわみに応じて歪みゲージ１６ａ〜１６ｄの出
力が変化する。歪みゲージ１６ａ〜１６ｄの出力は、歪
みケージインターフェイス１８ａ〜１８ｄによって増幅
され、Ａ／Ｄ変換される。その結果は、歪み出力として
演算処理装置２０に渡される。

【００２１】演算処理装置２０は、表示制御装置２２を
介して、初期設定として表示装置２２の表示画面を白く
（ドットオフ）塗り潰す（ステップＳ１）。次に、図４
に示すフローチャートに従って、透明板１２の座標指示
面で押されている点の座標を計算して求める（ステップ
Ｓ２）。

【００２２】まず、演算処理装置２０は、４つの歪出力
から、式（３）（４）（５）の関係をもとにＦ１，Ｆ
２，Ｆ３，Ｆ４を計算する（ステップＡ１）。これら
は、透明板１２の自重による力を差し引いた値である。
次に、Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４の総和を計算して求め、
この総和が一定のしきい値を越えるか否かを判別する
（ステップＡ２）。

【００２３】総和がしきい値を越えている場合、透明板
１２上の何れかの位置で座標位置の指示（文字の筆記
等）が行われていると判別する。ここで、透明板１２上
で位置指示されていることを示す押下フラグをオンにす
る（ステップＡ３）。そして、ステップＡ１で得られた
Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４から、式（６）（７）に従っ
て、透明板１２上で押されている点の座標（Ｘ，Ｙ）を
求める（ステップＡ４）。ステップＡ２において、Ｆ
１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４の総和がしきい値を越えない場合
には、位置指示されていないとみなし、押下フラグをオ
フにして（ステップＡ５）座標計算の処理を終了する。

【００２４】ステップＳ２において座標（Ｘ，Ｙ）を求
めた後（座標計算を行なった後）、押下フラグを調べる
（ステップＳ３）。ここで、押下フラグがオンの場合、
演算処理装置２０は表示制御装置２２を駆動し、表示装
置１０の画面上の、透明板１２上で指示された座標位置
（ｘ，ｙ）に対応する表示位置を黒く（ドットオン）塗
る（ステップＳ４）。もし、押下フラグがオフの場合に
は、ステップＳ４の処理をスキップする（ステップＳ
３）。

【００２５】次に、座標入力の処理を終了するか否かを
判別する。本実施例ではその判別方法については特に限
定しない。処理を終了しない場合には、上述した座標入
力処理を繰り返して行なう。

【００２６】以上の手順で、透明板１２上でペン等を用
いて押された点に対応する表示位置を黒く塗っていくこ
とにより、透明板１２上で筆記した曲線を、そのまま画
面上に表示させることができる。

【００２７】このようにして、透明板１２を支持する固
定点１４ａ〜１４ｄにかかる圧力から、支持された座標
位置を検出するので、透明板１２の材質を自由に選択す
ることができる。従って、座標指示面の強度を上げるこ
とができ、耐久性が良くなる。また、特殊な部品である
抵抗膜を必要とせずに構成することができる。なお、前
記実施例においては、透明板１２を４つの固定点１４ａ
〜１４ｄによって支持するものとしたが、その数は特に
限定されるものではない。

【００２８】また、前記実施例においては、歪ゲージ１
６ａ〜１６ｄを用いて、各固定点１４ａ〜１４ｄにおけ
る圧力を検出するものとしたが、他の圧力検出手段を用
いても良い。

【００２９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、座標指示
面を支持する固定点にかかる圧力をもとに、座標指示面
上で押された位置を検出することによって、座標指示面
を構成する材質を任意に選択できるようになるので耐久
性を向上させることができると共に、抵抗膜のような特
殊な部品を不要とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係わる座標入力装置の構成
を示す概略図。

【図２】座標検出原理を説明するための図。

【図３】指示された位置を表示するための演算処理装置
２０の動作を説明するフローチャート。

【図４】座標計算の処理を説明するためのフローチャー
ト。

【図５】座標入力装置の座標指示面の断面構造を示す
図。

【図６】従来の抵抗膜方式を用いた座標入力装置の動作
原理を説明するための図。

【符号の説明】

１０…表示装置、１２…透明板（座標指示板）、１４ａ
〜１４ｄ…固定点、１６…歪ゲージ（感圧手段）、１８
…歪ゲージインターフェイス、２０…演算処理装置（演
算処理手段）、２２…表示制御装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の固定点で支持される座標指示板
   と、 前記座標指示板上の任意の位置が押されることによって
   前記各固定点にかかる圧力を検出する感圧手段と、 前記感圧手段によって検出された圧力をもとに、前記座
   標指示板上で押された位置を求める演算処理手段と、 を具備したことを特徴とする感圧式座標入力装置。