JPS6213687B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、加重検知型座標入力装置（以下タツ
チパネルという。）に、すなわち加重印加点の座
標を精度よく求める装置に関する。タツチパネル
は、ライトペンを用いたタブレツト入力装置と同
様に表示装置と組み合せることによりパネル上に
表示された項目の選択や図形を検出してコンピユ
ータシステム等に入力する装置で、第１図はその
動作原理を示すためのモデル図である。以下、第
１図を用いてタツチパネルにより加重印加点の座
標を求める原理を説明する。

第１図において、ガラス板などの剛体からなる
面板１上の点Ｐに対して、指または筆記具により
面板に垂直な方向の力Ｆを印加すると、面板１の
下側における支点Ａ，ＢおよびＣにはその位置に
対応した分力ｆ_a，ｆ_b，ｆ_cが生ずるので、これ
を各支点に設けた力検出器２ａ，２ｂおよび２ｃ
において検出することによりＰ点の座標を求める
ことができる。

面板１内における支点Ａ，ＢおよびＣの座標を
Ａ（ｘ_a、ｙ_a）、Ｂ（ｘ_b、ｙ_b）、Ｃ（ｘ_c、ｙ_c）
とすればＰ点の座標（Ｘ、Ｙ）は次式により求め
ることができる。

Ｘ＝ｘ_ａｆ_ａ＋ｘ_ｂｆ_ｂ＋ｘ_ｃｆ_ｃ／ｆ_ａ＋
ｆ_ｂ＋ｆ_ｃ(1) Ｙ＝ｙ_ａｆ_ａ＋ｙ_ｂ＋ｆ_ｂ＋ｙ_ｃｆ_ｃ／ｆ_ａ
＋ｆ_ｂ＋ｆ_ｃ(2) したがつてCRTなどの表示装置と組み合せて
項目選択を行なう場合、指の座標が上式より求め
られるので、これをコンピユータシステムに入力
することによつて、どの項目が選択されたか知る
ことができる。

この詳細については、例えば、特公昭49−
34247号公報に示されている。

つぎに、上記(1)式および(2)式を用いて座標を求
めるときの誤差について検討する。

簡単のため、３個の支点の座標を第２図に示す
ように、Ａ（−Ｌ、０）、Ｂ（Ｌ、０）、Ｃ（０、
Ｈ）とすれば(1)、(2)式はつぎのようになる。

Ｘ＝ｆ_ｂ−ｆ_ａ／ｆ_ａ＋ｆ_ｂ＋ｆ_ｃＬ (3) Ｙ＝ｆ_ｃ／ｆ_ａ＋ｆ_ｂ＋ｆ_ｃ (4) 一般に、力検出器としてはストレンゲージや圧
電素子などが用いられ、各支点において検出され
た力は電気信号に変換され、増幅など必要なアナ
ログ処理がおこなわれた後、アナログ演算回路に
よりＸ、Ｙの値が求められる。また、上記増幅な
ど必要なアナログ処理がおこなわれた信号をAD
変換器によりデイジタル信号に変換後、デイジタ
ル計算機によりＸ、Ｙの値を求めることもでき
る。このとき、Ｘ、Ｙの値は印加された力の大き
さにより変化することはないが、力検出器、増幅
器における雑音、アナログ演算回路における雑音
や演算誤差、さらにはAD変換器の量子化誤差な
どにより変動する。これらの雑音や誤差を入力側
で印加した力に換算した値を各力検出器について △ｆ_a、△ｆ_b、△ｆ_cとし △f₂＝△ｆ_a＋△ｆ_b △Ｆ＝△ｆ_a＋△ｆ_b＋△ｆ_c Ｆ＝ｆ_a＋ｆ_b＋ｆ_c とおくと Ｘ＋△Ｘ＝ｆ_ｂ−ｆ_ａ＋△ｆ_２／Ｆ＋△Ｆ・Ｌ
(5) Ｙ＋△Ｙ＝ｆ_ｃ＋△ｆ_ｃ／Ｆ＋△Ｆ・Ｈ (6) したがつて(3)、(4)、(5)、(6)式よりＸ、Ｙの誤差
△Ｘ、△Ｙは △Ｘ≒△ｆ_２／Ｆ・Ｌ−（ｆ_ｂ−ｆ_ａ＋△ｆ_２）△ｆ／
Ｆ^２・Ｌ(7) △Ｙ≒△ｆ_ｃ／Ｆ・Ｈ−（ｆ_ｃ＋△ｆ_ｃ）△Ｆ／Ｆ^２・
Ｈ(8) となる。

(7)、(8)式より△Ｘ、△Ｙを小さくするには印加
する力Ｆを大きくすればよいことがわかる。

したがつて、第１図のＰ点に印加された力Ｆが
ある程度の大きさに達した後に(3)、(4)式により
Ｘ、Ｙを求める計算を開始することにすれば、△
Ｘおよび△Ｙを小さくできるはずである。

本発明はこの点に着目してなされたもので力検
出器から得られる電気信号の大きさが所定の閾値
より大きくなつたときＸ、Ｙを求める計算を開始
するものである。

以下、本発明を実施例を参照して詳細に説明す
る。

第３図は本発明の第１の実施例を示す回路の構
成図である。

第１図の印加力Ｆによる支点Ａ，Ｂ，Ｃにおけ
る分子ｆ_a，ｆ_b，ｆ_cは第３図において、力検出
器２ａ，２ｂ，２ｃにより電気信号に変換され、
さらに増幅器３ａ，３ｂ，３ｃにより増幅された
後、加算器６により加算される。加算の結果は比
較器７において閾値電圧Ｖ_REFと比較されるが、
印加された力Ｆが増大し、前記加算結果がＶ_REF
より大きくなると、フリツプフロツプ８（以下
FF８と略記する。）がオンされる。FF８のオン
出力はコンピユータ５への計算開始指令信号とな
り、コンピユータ５ではこれを受けて、Ａ／Ｄ変
換器４に対して、計算開始可能を示す信号を送出
する。Ａ／Ｄ変換器４ではこれを受けて、前記増
幅器の出力信号をサンプルホールドし、Ａ／Ｄ変
換してＸ、Ｙを求める計算を開始する。計算が終
了するとコンピユータ５からの制御信号により
FF８がオフされてＡ／Ｄ変換器４がコンピユー
タ５より切り離される。

第４図は本発明の第２の実施例を示す回路の構
成図で、印加力Ｆの各支点における分力ｆ_a，ｆ
_b，ｆ_cについて独立に閾値を設けたものである。

すなわち、増幅器３ａ，３ｂ，３ｃの各出力は
比較器７ａ，７ｂ，７ｃにおいてそれぞれ独立の
（たがいに等しい値でもよい）閾値電圧Ｖ^ａ _ＲＥＦ，Ｖ
^ｂ _ＲＥＦ，Ｖ^ｃ _ＲＥＦと比較される。

印加力Ｆの増大により、分力ｆ_a，ｆ_b，ｆ_cが
大きくなり前記閾値電圧に相当する値より大きく
なるとこれに対応した比較器７ａ，７ｂ，７ｃの
出力が１になる。

少くとも１個の比較器の出力が１になると３入
力オアゲートからなる論理部９の出力によりFF
８がオンされる。

また、最大の閾値電圧に相当する比較器の出力
が１になつたときにFF８がオンされるようにす
る場合でも論理部９の変更により容易に実現でき
る。FF８がオンされた後の処理は第１の実施例
の場合と全く同じである。

上述の２実施例において加算器６、比較器７，
７ａ〜７ｃ、論理部９、FF８を設けずに、Ａ／
Ｄ変換器４でデイジタル化した信号をコンピユー
タ５に入力し、コンピユータプログラムに従つて
加算と比較の処理をおこない、加算結果が前記閾
値電圧Ｖ_REFに相当する値より大きくなつたとき
にＸ、Ｙを求める計算をおこなうようにしてもよ
く、さらにＡ／Ｄ変換器４やコンピユータ５のか
わりにアナログ演算回路を設け、前記増幅器３
ａ，３ｂ，３ｃの出力を直接このアナログ演算回
路に入力して、加算器６の出力が閾値電圧Ｖ_REF
より大きくなつたことを示すFF８のオン出力を
受けて、Ｘ、Ｙを求める計算をおこなうようにす
ることも可能である。

以上の説明で明らかな通り、本発明によれば、
常に閾値電圧で決定される一定の力Ｆが印加され
た時に計算が開始されることになるので、増幅器
３ａ〜３ｃ、Ａ／Ｄ変換器４が飽和しない程度の
値に閾値電圧を設定しておけば、ＸおよびＹの誤
差を一定値以下に抑えることができる。また、振
動が風圧などによる微少な入力による誤動作を無
くすことができる。

さらに、増幅器３ａ〜３ｃやＡ／Ｄ変換器４が
飽和するほど大きな力Ｆ_sが印加された場合で
も、第５図に示すごとく、閾値電圧で決定される
印加力F₀をF₀＜Ｆ_sになるよう選べば、飽和する
前のタイミングt₀においてアナログ信号がサンプ
ルホールドされて座標を求める計算が開始される
から、印加力の大きさによらずＸおよびＹの誤差
を一定値以下に抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はタツチパネルの動作原理を示す図、第
２図は力の印加点と３支点の位置座標の１例を示
す図、第３図は本発明の第１の実施例の回路構成
を示す図、第４図は本発明の第２の実施例の回路
構成を示す図、第５図は印加力の大きさと座標計
算を開始するタイミングとの関係を示す図であ
る。 １：面板、２ａ〜２ｃ：力検出器、４：Ａ／Ｄ
変換器、６：加算器、７：比較器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 面板上の一点に印加された力の３支点におけ
   る分力を検出して、力の印加された点の座標を求
   める加重検知型座標入力装置において、３支点に
   おける分力に対応する３つの電気信号をそれぞれ
   発生する手段と、前記３つの電気信号の少なくと
   も１個が所定の閾値を越えたことを検知して力の
   印加された点の座標を求める演算を開始せしめる
   演算開始指令発生手段を有することを特徴とする
   加重検知型座標入力装置。 ２ 面板上の一点に印加される力の３支点におけ
   る分力を検出して、力の印加された点の座標を求
   める加重検知型座標入力装置において、３支点に
   おける分力に対応する３つの電気信号をそれぞれ
   発生する手段と、前記３つの電気信号の総和が所
   定の閾値を越えたことを検知して力の印加された
   点の座標を求める演算を開始せしめる演算開始指
   令発生手段を有することを特徴とする加重検知型
   座標入力装置。