JPH07129321A - 情報入力装置 - Google Patents

情報入力装置

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JPH07129321A
JPH07129321A JP29257993A JP29257993A JPH07129321A JP H07129321 A JPH07129321 A JP H07129321A JP 29257993 A JP29257993 A JP 29257993A JP 29257993 A JP29257993 A JP 29257993A JP H07129321 A JPH07129321 A JP H07129321A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 操作者の指での入力及び検出ペンによる入力
が共に可能な情報入力装置であり、どちらの手段で入力
されたかを自動的に認識し、異なった解像度で座標を出
力するもの。 【構成】 タブレットあるいはタッチパネルといった座
標入力装置と、操作者の指での入力時の検出手段と、検
出ペンでの入力時の検出手段とを有する。 【効果】 指先入力、ペン入力とも共通のタブレットで
常時入力可能であり、かつ自動的に各々の必要とする解
像度で、座標データを求められる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は情報入力装置に関する。
【0002】
【従来の技術】CRT、液晶などの表示装置と、タブレ
ットあるいはタッチパネルと呼ばれる座標入力装置とを
組み合わせた入力装置が知られている。これは、表示装
置の表示面上に透明なタブレットを載置し、検出ペンあ
るいは操作者の指で前記座標入力装置の表面をタッチす
ることにより、そのペン先や指先の位置を検出し、この
検出信号によって座標入力装置面上に描いた文字や図形
あるいは位置(座標)情報をコンピュータへ入力すると
いったものである。
【0003】上記座標入力装置は、例えばCRT、液晶
などの表示装置の表示面上に載置される透明な下側基板
と、この透明な下側基板の上面に配列された透明な複数
のX軸電極線と、この透明なX軸電極線の上側に設けら
れた透明な誘電体層と、この透明な誘電体層に対して下
側基板と対応するように配置された透明な上側基板と、
この透明な上側基板の下面に配列された透明な複数のY
軸電極線とからなっている。(図7参照)
【0004】このような座標入力装置に対して入力を行
なう座標指示手段としては、操作者の指または検出ペン
が知られている。座標指示手段として操作者の指を用い
た場合の座標を検出する方法は、操作者の指が、X軸電
極線およびY軸電極線に接近したときに生じる電圧降下
を利用し座標を検出するものである。座標指示手段とし
て検出ペンを用いた場合の座標を検出する方法は、X軸
電極線およびY軸電極線と、検出ペンが静電容量結合す
ることを利用し座標を検出するものである。検出ペンを
用いた場合は、指を用いた場合に比較して解像度が高
く、1mm以下が可能である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】座標指示手段として操
作者の指を用いた場合、極めて操作性、簡易性の高い反
面、解像度がせいぜい10mm程度しか得られず、小さ
い領域を押圧したり、文字を入力したりすることは不可
能であった。座標指示手段として検出ペンを用いた場
合、1mm以下という高解像度の情報を得られるもの
の、装置に備え付けの検出ペンが必要になり操作性、簡
易性が低下する。そこで、座標指示手段として指および
検出ペンを併用できるものが求められるが、指による入
力と検出ペンによる入力との区別をするために、入力時
にどちらの手段を用いるかの信号をあらかじめ入力する
必要が生じ、操作性、簡易性が低いという問題があっ
た。本発明は、上記の問題を解決し、座標指示手段とし
て操作者の指および検出ペンを併用でき、しかも、入力
時にどちらの手段を用いるかをあらかじめ入力する必要
のない、操作性、簡易性に優れた情報入力装置を提供す
ることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、X、Y軸方向
に配設された複数の電極線と、該X、Y軸方向の電極線
を走査し、同一電極線を両端で選択するデコーダと、該
デコーダをパルス入力部と検出部として、操作者の指の
前記電極線への接近により電圧降下を惹起する第1の検
出手段と、前記電極線と、内部に発振器を有する検出ペ
ンとが静電容量結合して位置信号を検出する第2の検出
手段とを有することを特徴とする情報入力装置を要旨と
するものである。
【0007】
【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
しながら詳細に説明する。本発明の情報入力装置の一例
の全体の電気的ブロック構成を図1に示す。参照符号1
は、座標入力装置である。座標入力装置1は図7に示す
ように、CRT、液晶などの表示装置7の表示面上に載
置される透明な下側基板2と、この透明な下側基板2の
上面に透明な複数のX軸電極線3と、この透明なX軸電
極線3の上側に設けられた透明な誘電体層4と、この透
明な誘電体層4に対して下側基板2と対応するように配
置された透明な上側基板6と、この透明な上側基板6の
下面に設けられた複数の透明なY軸電極線5とからなっ
ている。この座標入力装置1の下側基板2、上側基板6
としては、ガラス板あるいはプラスチックフィルムが使
用され、またX軸電極線3、Y軸電極線5としては、透
明な導電性物質、例えば、インジウム酸化物の膜が使用
される。また誘電体層4としては、透明な任意の物質が
使用できるが、透明な接着剤は上下各基板を接着する機
能も有するので好ましい。
【0008】上記複数のX軸電極線3および複数のY軸
電極線5の配列間隔は、任意に設計してかまわないが、
指先入力での解像度が10mm程度であり、またペン入
力での解像度を高解像度にするための後述する演算方法
から鑑みて、4mm〜10mmの間隔で配列することが
好ましい。
【0009】上記複数のX軸電極線3の一端には、パル
ス信号の入力部としてのX軸デコーダ8aが接続されて
おり、複数のY軸電極線5の一端には、パルス信号の入
力部としてのY軸デコーダ8bが接続されている。入力
部としてのX軸デコーダ8aおよび入力部としてのY軸
デコーダ8bは、制御回路14によって、複数のX軸電
極線3および複数のY軸電極線5の各々の電極線に順次
パルスを印加する。
【0010】上記複数のX軸電極線3の他端には、検出
部としてのX軸デコーダ9aが接続されており、複数の
Y軸電極線5の他端には、検出部としてのY軸デコーダ
9bが接続されている。
【0011】本情報入力装置において、検出手段は、座
標指示手段が、操作者の指である場合の第1の検出手段
と、検出ペンである場合の第2の検出手段とがあり、後
述する手段によって、第1の検出手段であるか、第2の
検出手段であるかを区別する。第1の検出手段である場
合、検出された座標は、そのままデータ出力部13より
図示しないコンピュータなどへ座標データとして入力さ
れる。第2の検出手段である場合、検出された信号は演
算部12に送られ、演算したデータはデータ出力部13
より図示しないコンピュータなどへ座標データとして入
力される。
【0012】次に、座標指示手段が操作者の指である場
合の、第1の検出手段について説明する。図2は、指先
が座標入力装置1に当接した場合の模式図を示し、その
等価回路を図3に示す。隣接する3本のY軸電極線5
(各々の電極線をR1 、R2 、R3 で表示)の各一端は
パルス信号の入力部としてのY軸デコーダ8bに接続さ
れ、他端には検出部としてのY軸デコーダ9bが接続さ
れている。操作者の指先が座標入力装置1の表面に触れ
ると、指先とY軸電極線5とが静電結合し人体にアース
される(図2、図3のC1 、C2 、C3 で表示)。従っ
て、検出部としてのY軸デコーダ9bでは、入力部とし
てのY軸デコーダ8bからY軸電極線5の一端に入力さ
れた高周波の電圧Voよりも低い電圧V1 、V2 、V3
が検出される。
【0013】ところで、本座標入力装置において、指先
と電極線との静電結合容量は、指先と電極線との距離に
反比例する関係がある。よって、指先と最も近い位置に
ある電極線R1 での検出電圧V1 が最も低い値として検
出されるので電極線R1 の位置がそのまま座標として検
出される。そこで、電極線の配列間隔を、必要とする解
像度の大きさに合わせておけば、検出後の演算処理など
を行わずに座標検出ができる。X軸電極線3において
も、Y軸電極線5の場合と、まったく同様の手段によっ
て位置座標が検出できるので、指先の当接位置のX,Y
座標が検出できる。このようにして検出した当接位置の
座標は、検出部としてのX軸デコーダ9aおよび検出部
としてのY軸デコーダ9bからデータ出力部13へ送ら
れる。
【0014】次に、座標指示手段が検出ペンである場合
の、第2の検出手段、指示手段の認識手段および演算部
について説明する。図4は、検出ペン10が座標入力装
置1に当接した場合の模式図を示し、その等価回路を図
5に示す。隣接する3本のY軸電極線5(各々の電極線
をR4 、R5 、R6 で表示)の各一端はパルス信号の入
力部としてのY軸デコーダ8bに接続され、他端には検
出部としてのY軸デコーダ9bが接続されている。
【0015】検出ペン10が座標入力装置1の表面に触
れると、検出ペン10とY軸電極線5とが静電結合する
(図4、図5のC4 、C5 、C6 で表示)。従って、入
力部としてのY軸デコーダ9bでは、各々の電極線R
4 、R5 、R6 を通し、電圧V4 、V5 、V6 が検出さ
れる。ところで、検出ペン10を用いた入力の場合、検
出ペン10の内部には、入力部としてのX軸デコーダ8
aから発信されている周波数f0 の高周波とは異なった
周波数fp の高周波を発信する高周波発信回路11が設
けられている。従って、Y軸電極線5の他端に接続され
た検出部としてのY軸デコーダ9bでパルス信号の周波
数検出を行い、前記入力部としてのX軸デコーダ8aか
ら発信されている周波数f0 のみが検出されれば指示手
段は指であり、検出ペン10内の高周波発信回路11か
ら発信されている周波数fp またはf0 とfp とが重畳
された周波数が検出された場合にはペン入力として認識
できる。この周波数検出は検出部であるY軸デコーダ9
bに周波数検出回路を設けてももちろんよいが、検出部
であるY軸デコーダ9bの電圧検出回路に付随するノイ
ズ除去用のフィルター回路を利用し、fp が検出された
時のみ指示手段が検出ペンであるとして認識すれば、検
出部であるY軸デコーダ9bの回路を簡素化でき好まし
い。
【0016】座標指示手段が検出ペンであると認識され
た場合には、前記検出された電圧は、演算部12に印加
され、次に示す演算処理により、高解像度で座標を求め
られる。その際、精度を上げるために指示手段が検出ペ
ンであると認識されたと同時に、入力部としてのX軸デ
コーダ8a、Y軸デコーダ8bの発振を停止する、ある
いは、入力部としてのX軸デコーダ8a、Y軸デコーダ
8bとY軸電極線5、X軸電極線3との接続を遮断し、
検出ペン10から入力されるパルス信号Vpだけで座標
を検出することが好ましい。
【0017】上記したように、検出部としてのY軸デコ
ーダ9bには、図5に示すように各々の電極線R4 、R
5 、R6 から各々電圧V4 、V5 、V6 が検出される。
ここで各々の電極線R4 、R5 、R6 からの信号の検出
電圧は、当接された検出ペン10の当接位置との距離に
比例するから、図6に示すように、各々のY軸電極線R
4 、R5 、R6 の配列間隔をLとし、V4 とV5 との電
位差をL1 、V4 とV6 との電位差をL2 とし、検出ペ
ン10の当接位置に最も近い電極線R4から検出ペン1
0の当接位置までの距離をLpとすれば、これらは、次
式 L1 /L2 =((L/2−Lp)/(L/2) で表される。故に検出ペン先の当接位置はR4 、R5
6 からのパルス信号V4 、V5 、V6 を演算すること
で求めることができる。
【0018】X軸電極線3においても、Y軸電極線5の
場合と、まったく同様の手段によって位置座標を算出で
きるので、検出ペンの当接位置のX,Y座標が検出でき
る。このようにして算出された座標のデータは、データ
出力部13より図示しないコンピュータ等へ入力され
る。
【0019】ところで、ペン入力で要求される解像度は
一般には1mm以下であり、通常0.1mm程度の解像
度が広く用いられているが、前記演算方法により座標を
求めれば、タブレットの電極線は、4mm〜10mmと
いう配列で十分にその要求を満たせるものである。しか
しあまりピッチを大きくすると、パルス信号V4に対
し、V5,V6の大きさが小さくなってしまうため、精
度が低下し好ましくない。
【0020】以上、詳細に説明したように、本発明の情
報入力装置は、指先入力検出用のパルス信号が入力部と
してのX軸デコーダ8a、Y軸デコーダ8bから座標入
力装置1に印加されており、指先で入力した座標検出が
可能な状態となっている。しかし、検出ペン10が座標
入力装置1に当接されたときには、前述した指示手段の
認識手段により検出ペン10であることを認識し、同時
に指先入力検出用のパルス信号の入力を停止し、検出ペ
ン10より入力されたパルス信号を検出部としてのX軸
デコーダ9a、Y軸デコーダ9bにより検出し、検出さ
れた信号を演算部12に送り、高解像度の座標データを
求め、データ出力部13より図示しないコンピュータ等
へ座標データを入力する。ペン入力が終了し、指示手段
の認識手段において検出ペンであるとの認識がなくなっ
た時には、指先入力用のパルス信号の入力を再開し、指
先入力が可能となる。指先入力が検出された場合には、
演算部12を介さずに直接データ出力部13より図示し
ないコンピュータ等へ座標データを入力する。従って本
発明の情報入力装置は、検出ペンによる入力、指先によ
る入力が共に常時入力可能となり、しかも座標データ
は、自動的に各々の必要とする解像度で求められる。
【0021】
【発明の効果】本発明の情報入力装置は、上述したよう
に、検出ペンによる入力、指先による入力が、共通のタ
ブレットで常時可能であり、外部よりペン入力、指先入
力を指示、切り替えすることなく、極めて操作性良く使
用できる。また入力手段として指先で入力されたのか、
ペンで入力されたのかを自動的に認識できることによ
り、コンピュータ等でのデータ処理等が容易になり、よ
り大きな用途へ対応できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本情報入力装置の一例の全体の電気的ブロック
【図2】指先を座標入力装置に当接させた場合の模式図
【図3】図2の等価回路図
【図4】検出ペンを座標入力装置に当接させた場合の模
式図
【図5】図4の等価回路図
【図6】図4の状態における信号状態図
【図7】座標入力装置の一例の要部断面図
【符号の説明】
1 座標入力装置 2 下側基板 3 X軸電極線 4 誘電体層 5 Y軸電極線 6 上側基板 7 表示装置 8a 入力部としてのX軸デコーダ 8b 入力部としてのY軸デコーダ 9a 検出部としてのX側デコーダ 9b 検出部としてのY軸デコーダ 10 検出ペン 11 ペン入力パルス信号用高周波発信回路 12 演算部 13 データ出力部 14 制御回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 X、Y軸方向に配設された複数の電極線
    と、該X、Y軸方向の電極線を走査し、同一電極線を両
    端で選択するデコーダと、該デコーダをパルス入力部と
    検出部として、操作者の指の前記電極線への接近により
    電圧降下を惹起する第1の検出手段と、前記電極線と、
    内部に発振器を有する検出ペンとが静電容量結合して位
    置信号を検出する第2の検出手段とを有することを特徴
    とする情報入力装置。
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