JPH1063403A - 座標位置入力装置 - Google Patents

座標位置入力装置

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JPH1063403A
JPH1063403A JP22487096A JP22487096A JPH1063403A JP H1063403 A JPH1063403 A JP H1063403A JP 22487096 A JP22487096 A JP 22487096A JP 22487096 A JP22487096 A JP 22487096A JP H1063403 A JPH1063403 A JP H1063403A
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Yasunori Tomino
泰範 冨野
Tsutomu Sawai
剣 澤井
Norihisa Nishida
紀久 西田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 情報機器に用いられる座標位置入力装置に関
して、短時間で精度の良い検出が可能な座標位置入力装
置を提供することを目的とする。 【解決手段】 方形の1組の向かい合った2辺に設けた
帯状電極2,3を結ぶように配置した第1の抵抗体1
と、前記方形の残りの1組の向かい合った2辺に設けた
帯状電極5,6を結ぶように配置した複数の帯状の第2
の抵抗体4とを、絶縁層7を挟んで構成した検出部と、
この検出部の選択部12,13と、前記検出部の駆動部
14,15と、前記検出部からの電流信号を電圧信号に
変換するI/V変換部18,19と、前記電圧信号をデ
ィジタル信号に変換するA/D変換部20,21と、前
記ディジタル信号を計算して座標位置を求める制御部2
2とで構成した座標位置入力装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、情報機器の画面カ
ーソル座標位置を入力するのに用いられる座標位置入力
装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図4を使用し、従来技術について説明す
る。
【0003】図4は従来の座標位置入力装置の概略を示
す構成図であり、同図において、400は複数の帯状抵
抗体、401は操作者の指、402は回路グラウンド、
403は操作者の指401によって抵抗体400と回路
グラウンド402との間に見掛け上形成される静電容
量、404,405は抵抗体400の選択部、406,
407は抵抗体400の駆動部、408,409は駆動
部406,407の基準電圧、410,411は電流を
電圧に変換するI/V変換部、412,413は電圧を
ディジタル値に変換するA/D変換部、414は制御
部、415は選択部404,405の制御信号、416
は駆動部406,407の制御信号である。いま、X,
Yは直交座標平面の軸であり、説明がしやすいように抵
抗体400の単体をSn=(n=1,2,...n)と
しSnは図4に示すようにY軸と平行でX軸に沿って配
置されているものとする。また、静電容量403の大き
さをC、基準電圧408の大きさをE1、基準電圧40
9の大きさをE2とする。
【0004】最初に、操作者の指401が図4のように
抵抗体S1のY軸方向のy1:y2となる位置にある場合
のY軸方向の位置検出原理を以下に説明する。
【0005】まず、抵抗体S1のy1側の抵抗値をR1、
y2側の抵抗値をR2とすると次の関係が成り立つ。
【0006】
【数1】
【0007】そして制御部414は、制御信号415で
選択部404,405の選択を抵抗体S1とし、制御信
号416で駆動部406,407の設定を基準電圧E1
側とすると、容量Cの電圧はE1となる。この状態で駆
動部406,407の設定を基準電圧E2側に切り替え
ると、E1>E2の時は容量Cの電荷が電圧E2になるま
でR1,R2を通して放電される。この時R1を流れる電
流をI1、R2を流れる電流をI2とすると
【0008】
【数2】
【0009】なので次の関係が成り立つ。
【0010】
【数3】
【0011】ここで(数1)、(数3)より次の関係が
成り立つ。
【0012】
【数4】
【0013】よって電流I1とI2の比によってY軸方向
の操作者の指401の座標位置がわかる。
【0014】また、E1<E2の時は容量Cの電荷が電圧
E2になるまでR1,R2を通して充電されるので、I1,
I2は方向が逆になり−I1,−I2となるが(数3)は
成り立つので、E1<E2としてもよい。
【0015】そして、I1,I2はI/V変換部410,
411でそれぞれ電圧値に変換し、A/D変換部41
2,413でそれぞれディジタル値に変換し、制御部4
14へ入力し、制御部414でY軸方向の操作者の指4
01の座標位置を計算する。
【0016】続いて制御部414は、制御信号415で
選択部404,405の選択を抵抗体S2,S3...S
nと順次行いながら、上記と同じように制御信号416
で駆動部406,407を制御することにより、抵抗体
S2,S3...Snそれぞれでの電流I1,I2を検出す
ることができるので、操作者の指401が抵抗体S1以
外の抵抗体の位置にあってもY軸方向の操作者の指40
1の座標位置を計算することができる。
【0017】次に、X軸方向の位置検出原理を以下に説
明する。まず、時間をt、容量Cに発生する電圧をV、
容量Cを流れる電流をIとすると次の微分方程式が成り
立つ。
【0018】
【数5】
【0019】ここで
【0020】
【数6】
【0021】なので
【0022】
【数7】
【0023】よって電流I1とI2の和で容量Cの大きさ
がわかる。そして、制御部414は制御信号415で選
択部404,405の選択を抵抗体S2,S3...Sn
と順次行うが、操作者の指401による影響が無い位置
の容量CはC=0となり、操作者の指401による影響
が最も大きい位置の容量Cは最大となる。従って制御部
414は、抵抗体S1からSnまで検出したそれぞれの抵
抗体での電流I1とI2の和の大きさを比較計算または補
間計算することによって、X軸方向の操作者の指401
の座標位置を求めることができる。
【0024】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成では、X軸方向の操作者の指401の座標位置
は抵抗体Snの本数の離散値となるため、検出精度をあ
げるために指401の大きさに対して十分細かい間隔で
抵抗体400を配置する必要があるので、抵抗体400
の本数が多くなり検出に時間がかかるという問題点を有
していた。
【0025】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、従来に比べて検出時間を大幅に短縮でき、かつ検出
精度も向上できる座標位置入力装置を提供することを目
的とするものである。
【0026】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の座標位置入力装置は、XY直交座標平面のX
軸方向に板状の第1の抵抗体層、Y軸方向に帯状の複数
の第2の抵抗体層を設け、前記X軸方向の第1の抵抗体
層と前記Y軸方向の第2の抵抗体層との間に絶縁層を設
け、座標位置の検出部を第1、第2の抵抗体層の2層と
なるように構成したものである。
【0027】この本発明によれば、従来に比べて検出時
間を大幅に短縮でき、かつ検出精度も向上できる座標位
置入力装置が得られる。
【0028】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、方形の1組の向かい合った2辺に設けた帯状電極を
1つの抵抗体で結ぶように配置した板状の第1の抵抗体
層と、前記方形の残りの1組の向かい合った2辺に設け
た帯状電極を結ぶように配置した複数の帯状の第2の抵
抗体層とを、絶縁層を挟んで構成した検出部と、この検
出部の選択部と、前記検出部の駆動部と、前記検出部か
らの電流信号を電圧信号に変換するI/V変換部と、前
記電圧信号をディジタル信号に変換するA/D変換部
と、前記ディジタル信号を計算して座標位置を求める制
御部とを備えた構成としたものであり、第1、第2の抵
抗体層の2本で済むために検出時間を大幅に短くでき、
さらにX軸方向、Y軸方向共に座標位置の出力が離散値
とはならないので検出精度の特にX軸方向で検出精度を
向上することができるという作用を有する。
【0029】請求項2に記載の発明は、方形の1組の向
かい合った2辺に設けた帯状電極を複数の帯状抵抗体で
結ぶように配置した第1の抵抗体層と、前記方形の残り
の1組の向かい合った2辺に設けた帯状電極を複数の帯
状抵抗体で結ぶように配置した第2の抵抗体層とを、絶
縁層を挟んで検出部を構成したものであり、第1、第2
の抵抗体層の2本で済むために検出時間を大幅に短くで
き、さらにX軸方向、Y軸方向共に座標位置の出力が離
散値とはならないので検出精度を向上することができる
という作用を有する。
【0030】請求項3に記載の発明は、第1、第2の抵
抗体層を構成する帯状抵抗体をそれぞれ上下に蛇行する
ことにより、これら第1、第2の抵抗体層を構成する帯
状抵抗体が交互に表出する構成としたものであり、第
1、第2の抵抗体層の2本で済むために検出時間を大幅
に短くでき、さらにX軸方向、Y軸方向共に座標位置の
出力が離散値とはならないので、検出精度を向上するこ
とができ、かつX軸方向とY軸方向の座標位置の計算が
同一の処理で可能となるという作用を有する。
【0031】以下、本発明の一実施の形態について図1
を用いて説明する。図1は本発明の座標位置入力装置の
概略を示す構成図であり、同図において、1は平板状の
一枚の抵抗体、2,3は抵抗体1の対向する一対の辺に
設けた電極、4は複数の帯状の抵抗体、5,6は各抵抗
体4の両端の電極、7は抵抗体1と抵抗体4の間の絶縁
層、8は操作者の指、9は回路グラウンド、10は操作
者の指8によって抵抗体1と回路グラウンド9との間に
見掛け上形成される静電容量、11は操作者の指8によ
って抵抗体4と回路グラウンド9との間に見掛け上形成
される静電容量、12,13は抵抗体1,4の選択部、
14,15は抵抗体1,4の駆動部、16,17は基準
電圧、18,19は電流を電圧に変換するI/V変換
部、20,21は電圧をディジタル値に変換するA/D
変換部、22は制御部、23は選択部の制御信号、24
は駆動部の制御信号である。
【0032】いま、X,Yは直交座標平面の軸であり、
説明がしやすいように抵抗体1はX軸と平行に、抵抗体
4はY軸と平行に配置したものとし、以下の説明では抵
抗体1をSx、抵抗体4をSyで行う。ここで、図1から
も分かるように、2層に構成した抵抗体1,4のうち操
作者の指8側の層の抵抗体列Syを複数の帯状の抵抗体
4で構成したため、操作者の指8によって抵抗体列Sy
と回路グラウンド9との間及び、抵抗体Sxと回路グラ
ウンド9との間にも見掛け上静電容量10,11が形成
される。この静電容量10の大きさをCx、静電容量1
1の大きさをCyとする。また、基準電圧16の大きさ
をE1、基準電圧17の大きさをE2とする。
【0033】最初に操作者の指8が図1のように抵抗体
SxのX軸方向のx1:x2となる位置にある場合のX軸
方向の位置検出原理を以下に説明する。
【0034】まず、抵抗体Sxは電極2,3からみて1
本の抵抗とみなせるので、抵抗体Sxのx1側の抵抗値を
Rx1、x2側の抵抗値をRx2とすると次の関係が成り立
つ。
【0035】
【数8】
【0036】そして制御部22は、制御信号23で選択
部12,13の選択を抵抗体Sxとし、制御信号24で
駆動部14,15の設定を基準電圧E1側とすると、容
量Cxの電圧はE1となる。この状態で駆動部14,15
の設定を基準電圧E2側に切り替えると、E1>E2の時
は容量Cxの電荷が電圧E2になるまでRx1,Rx2を通し
て放電される。この時Rx1を流れる電流をIx1、Rx2を
流れる電流をIx2とすると
【0037】
【数9】
【0038】なので次の関係が成り立つ。
【0039】
【数10】
【0040】ここで(数8)、(数10)より次の関係
が成り立つ。
【0041】
【数11】
【0042】よって電流Ix1とIx2の比によってX軸方
向の操作者の指8の座標位置がわかる。また、E1<E2
の時は容量Cxの電荷が電圧E2になるまでRx1,Rx2を
通して充電されるので、Ix1,Ix2は方向が逆になり−
Ix1,−Ix2となるが(数10)は成り立つので、E1
<E2としてもよい。
【0043】そして、Ix1,Ix2はI/V変換部18,
19でそれぞれ電圧値に変換し、A/D変換部20,2
1でそれぞれディジタル値に変換し、制御部22へ入力
し、制御部22でX軸方向の操作者の指8の座標位置を
計算する。
【0044】次に、操作者の指8が図1のように抵抗体
SyのY軸方向のy1:y2となる位置にある場合のY軸
方向の位置検出原理を以下に説明する。
【0045】まず、抵抗体Syは電極5,6からみて1
本の抵抗とみなせるので、抵抗体Syのy1側の抵抗値を
Ry1、y2側の抵抗値をRy2とすると次の関係が成り立
つ。
【0046】
【数12】
【0047】そして制御部22は、制御信号23で選択
部12,13の選択を抵抗体Syとし、制御信号24で
駆動部14,15の設定を基準電圧E1側とすると、容
量Cyの電圧はE1となる。この状態で駆動部14,15
の設定を基準電圧E2側に切り替えると、E1>E2の時
は容量Cyの電荷が電圧E2になるまでRy1,Ry2を通し
て放電される。この時Ry1を流れる電流をIy1、Ry2を
流れる電流をIy2とすると
【0048】
【数13】
【0049】なので次の関係が成り立つ。
【0050】
【数14】
【0051】ここで(数12)、(数14)より次の関
係が成り立つ。
【0052】
【数15】
【0053】よって電流Iy1とIy2の比によってY軸方
向の操作者の指8の座標位置がわかる。また、E1<E2
の時は容量Cyの電荷が電圧E2になるまでRy1,Ry2を
通して充電されるので、Iy1,Iy2は方向が逆になり−
Iy1,−Iy2となるが(数14)は成り立つので、E1
<E2としてもよい。
【0054】そして、Iy1,Iy2はI/V変換部18,
19でそれぞれ電圧値に変換し、A/D変換部20,2
1でそれぞれディジタル値に変換し、制御部22へ入力
し、制御部22でY軸方向の操作者の指8の座標位置を
計算する。
【0055】以上のように本発明の座標位置入力装置
は、検出における抵抗体1,4の切り替え動作を最低2
回行うだけでよいので、検出時間が短くてすみ、抵抗体
1,4の選択部12,13の規模も小さいものでよい。
また、X軸方向、Y軸方向の両方において、座標位置の
出力が離散値とはならず検出精度も良いものとなる。
【0056】なお、図2に示した検出部の概略を示す構
成図のように、抵抗体Sxを複数の抵抗体1でSyと同じ
く帯状に形成し、抵抗体列Sxとしてもよい。この構成
とした場合、操作者の指8によって抵抗体1,4と回路
グラウンド9との間に形成されるそれぞれの静電容量C
x,Cyが、抵抗体列Sxと抵抗体列Syのどちらの側から
も形成されるので、抵抗体列Sx側と抵抗体列Sy側のど
ちらの側からも座標位置の検出が可能である。また、C
x,Cyの大きさは、操作者の指8のある側の層の方が常
に大きいので、操作者の指8がどちらの側にあるかを判
別する場合に特に有用である。
【0057】さらに、図3に示した検出部の概略を示す
構成図のように、抵抗体列Sxと抵抗体列Syを構成する
複数の抵抗体1,4の交差部において、抵抗体列Sxの
層と抵抗体列Syの層の層関係が、隣同士で順次入れ替
わり、交互に表出するように構成してもよい。この構成
とした場合、操作者の指8によって抵抗体1,4と回路
グラウンド9との間に形成されるそれぞれの静電容量C
x,Cyが、抵抗体列Sxと抵抗体列Syのどちらの側から
も形成され、かつ大きさも等しくなるので、抵抗体列S
x側と抵抗体列Sy側で座標位置の計算が同一の処理で可
能となる。
【0058】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、座標位置
の検出を短時間で、精度良く行うことができ、回路規模
も小さくてすむ優れた座標位置入力装置を実現できると
いう有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の座標位置入力装置の概略
を示す構成図
【図2】本発明の他の実施形態を示す構成図
【図3】本発明のさらに他の実施形態を示す構成図
【図4】従来の座標位置入力装置の概略を示す構成図
【符号の説明】
1 抵抗体 2,3 電極 4 抵抗体 5,6 電極 7 絶縁層 8 操作者の指 9 回路グラウンド 10,11 見掛け上形成される静電容量 12,13 抵抗体の選択部 14,15 抵抗体の駆動部 16,17 基準電圧 18,19 I/V変換部 20,21 A/D変換部 22 制御部 23 選択部の制御信号 24 駆動部の制御信号

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 方形の1組の向かい合った2辺に設けた
    帯状電極を1つの抵抗体で結ぶように配置した板状の第
    1の抵抗体層と、前記方形の残りの1組の向かい合った
    2辺に設けた帯状電極を結ぶように配置した複数の帯状
    の第2の抵抗体層とを、絶縁層を挟んで構成した検出部
    と、この検出部の選択部と、前記検出部の駆動部と、前
    記検出部からの電流信号を電圧信号に変換するI/V変
    換部と、前記電圧信号をディジタル信号に変換するA/
    D変換部と、前記ディジタル信号を計算して座標位置を
    求める制御部とを備えた座標位置入力装置。
  2. 【請求項2】 方形の1組の向かい合った2辺に設けた
    帯状電極を複数の帯状抵抗体で結ぶように配置した第1
    の抵抗体層と、前記方形の残りの1組の向かい合った2
    辺に設けた帯状電極を複数の帯状抵抗体で結ぶように配
    置した第2の抵抗体層とを、絶縁層を挟んで構成した検
    出部と、この検出部の選択部と、前記検出部の駆動部
    と、前記検出部からの電流信号を電圧信号に変換するI
    /V変換部と、前記電圧信号をディジタル信号に変換す
    るA/D変換部と、前記ディジタル信号を計算して座標
    位置を求める制御部とで構成した座標位置入力装置。
  3. 【請求項3】 第1、第2の抵抗体層を構成する帯状抵
    抗体をそれぞれ上下に蛇行することにより、これらの第
    1、第2の抵抗体層を構成する帯状抵抗体が交互に表出
    する構成としたことを特徴とする請求項1記載の座標位
    置入力装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005529414A (ja) * 2002-06-07 2005-09-29 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 入力システム
US8444448B2 (en) 2009-03-12 2013-05-21 Seiko Epson Corporation Manufacturing methods of touch panel, display device, and electronic apparatus

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