JPS6031684A - 座標入力装置の座標検出面 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、座標入力装置の座標検出面に関し特に、電子
計算機システムの入力装置などに使用され、例えばペン
状の指示器により平面上に指示される文字又は図形など
を、リアルタイムで読取って信号を与える座標入力装置
の座標検出面に関する。

〔背景〕

従来の座標入力装置には、電磁誘電方式音響方式など種
々の動作原理によるものがあり、これに応じて、座標検
出面を構成するデバイスには、磁歪デバイス、表面弾性
波デバイスなどが使用されていた。

しかし、上記したよつなデバイスは、構成が複雑であり
、それと共に、非常に高価であるという欠点があった。

そこで、近時、低価格で座標検出面を構成できる面抵抗
体方式が考案され、これに使用されるデバイスは、オー
ミックデバイスとよけれる。

このオルミックデバイスは、列えば、Ｘ座標検出面だけ
を見ると、第１図に示すように、可撓性を有する電気絶
縁シート１上に、座標検出用抵抗２が形成され、その両
端に信号検出用端子３が設けられている。

このような座標検出面を利用して座標値を検出する方法
としては、以下の２方法がある。

■　例えば、Ｘ座標検出面だけを考えて、第１の方法を
模式的に示すと、第２図のようになる。

すなわち、入力点Ｐから各端子までの抵抗値をＲ，、Ｒ
１とし、端子間距離をｘｏとするとこの時の入力点Ｐの
座標値Ｘは、端子間電圧＝＜Ｅ、入力点Ｐにおける出力
電圧ｆＶとすると、（１）式にエリ得られる。

■　前記■と同様に、例えば、Ｘ座標検出面だけを考え
て、第２０方法を模式的に示すと、第３図のようになる
。

すなわち、入力点Ｐ工り検出面（具体的には、座標検出
用抵抗）に、定電流Ｉを流し込むようにすると、各端子
に現われる電流１１゜Ｉ、より、入力点Ｐの座標値Ｘは
、（２）式で得らなお、前記入力点Ｐとは、具体的には
、入力ペンや指などの押し付げにより、上下のＸ及びＹ
座標検出用抵抗が接触する接触点を意味する。

前記いずれの方法においても、オーミックデバイスの座
標検出面の構成は、断面図で示すと第４図（α）、、（
ｈ）のようになる。

すなわち、第４図（α）は、絶縁シート６．７、したが
って、ｘ、ｙｍ標検出用抵抗２を、スペーサ４などで僅
かな間隙５をもって対向させている。

この結果、入力ペンや指々どの押し付けにより前記検出
用抵抗２相互は接触して、座標値を得ることができる。

又、第４図（ｈ）は、感圧導電性ゴムシート８をはさん
で、Ｘ、Ｙ座標検出用抵抗２を対向させている。この結
果、入力ペンや指などの加圧により、前記検出用抵抗２
相互は、感圧導電性ゴムシート８を介して、電気的に接
触し、座標値を得ることができる。

このように、上記（α＞、＜ｂ＞いずれの構成において
も、Ｘ、Ｙ座標検出用抵抗２の接触を利用している。換
言すれば、オーミンクデバイス利用の＼１ ：　面抵抗体方式の座標入力装置においては、座標′　
値を検出する為には、座標検出用抵抗２が、対向する座
標検出用抵抗２、あるいは感圧導電性ゴムシート８と機
械的に接触する必要がある。

そこで、この為に、本方式では、前記接触や接触に必要
となる押圧に工り、電気絶縁シート上に形成された抵抗
２の層が潰れないしは摩耗したり、あるいは亀裂が生じ
たりするという現象が発生した。すなわち、第５図（α
）　、　（Ａ）に示すように、座標検出用抵抗２に摩耗
部９が生じたり、あるいは亀裂部１ｏが生じたりした。

なお、第５図（α’）　、　（ｂ）において、符号１は
、第１図と同様に、電気絶縁シートを示す。

一般に、面抵抗は、抵抗層の厚さが減少すると、その抵
抗値は増加する。従って、上記のような摩耗部９や亀裂
部１ｏが生じると、これＫよって座標検出面、すなわち
座標検出用抵抗２の面には、抵抗値の不均一な部分が生
じる。

これを、例えばＸ座標検出面だけを考えて具体的に説明
する。

第６図（α）は、第１図に示す検出面の平面図である。

斜線部分１３の抵抗２の層に、摩耗あるいは亀裂が生じ
、これによりこの部分１３の抵抗値が増加すると、この
増加前と増加後での入力点Ｐの座標値を得る為の抵抗２
の等何回路は、第６図（Ａ）　ｊ　（ｃ＞に示す様にな
る。すなわち、入力点Ｐから一方の端子３までの抵抗値
が、前記増加後では、Ｒ′だけ増加していることが判る
。

したがって、第２図及び第３図に示す方法と同様の方法
によって、座標値を検出するようにすると、第７図（α
）　、　（ｈ）から明らかなように、抵抗値λ′の増加
分を考慮するから、前記（１）式及び（２）式に対応す
る入力点Ｐの座標＠、ｒ’は、（３）式のようになる。

すなわち、（１）式及び（２）式で示した値とは、異ガ
る座標値が得られることになる。

工うにするために、まず考えられるのは、検出面の抵抗
層を摩耗や亀裂の生じない材料で構成することである。

かつ又、可撓性を有する絶縁シート上に抵抗層を形成す
る必要から、この抵抗層には、硬い材料であることが要
求される。

これらの点を考慮して、従来から使用されているのは、
主にカーボン抵抗である。

しかしながら、前記摩耗などに比較的強いカーボン抵抗
ではあっても、なお前記摩耗や亀裂が生じるという欠点
があった。

又、このカーボン抵抗は、抵抗値が大きすぎるので目的
に合った値にする必要があり、この為に、カーボンの中
に金属などの導電性材料を混入しガければならないが、
これにより耐久性が低下するという問題もあった。

さらに又、前記絶縁シート上にカーボンを塗布し、カー
ボン抵抗を形成する場合に、一様な厚さに形成すること
が困難であり、この為に、前記摩耗や亀裂が生じなくて
も、抵抗値にむらが生じるという欠点もあった。

以上述べたように、従来のオーミックデバイス利用の面
抵抗体方式の座標入力装置では、座標検出面を構成する
抵抗層の抵抗値変化が、直接に座標値に影響を与える一
方で、該抵抗値を常に一様としておくことが難しい為に
、信頼性を著しく低下させ、実用化への大きな障害とな
っていた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、前記した従来技術の欠点をなくし、た
とえ、従来のカーボン抵抗層に相当する層に抵抗値変化
が生じても、これにより座標値に影響を与えることのな
い座標入力装置の座標検出面を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明の特徴は、可撓性を有する電気絶縁シート上に座
標値を検出する為に配設された抵抗層を二層とし、前記
電気絶縁シート側の層を均−件に優れ、かつ低抵抗値を
有する抵抗層で形成し、その上に形成される層を機械的
強度が大きく、かつ前記低抵抗値よりも大きな抵抗値を
有する抵抗層で形成するようにした点にある。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を図面を用いて説明する。

第８図は、本発明の例えばＸ座標検出面の一実施例を示
す断面図である。

本実施例の検出面は、可撓性を有する電気絶縁シート１
上に、まず低抵抗値を有し、蒸着などにより形成される
ために均一性に優れた金属抵抗１１が配設され、この抵
抗１１の両端には、信号検出用端子３が形成されている
。さらに又、本実施例では、前記抵抗１１及び端子６の
上に、高抵抗値を有し、摩耗などに比較的強いカーボン
抵抗１２が配設されている。

この様な座標検出面では、端子３間における抵抗値は、
はぼ金属抵抗１１と、カーボン抵抗１２とを並列に接続
した場合の抵抗値と等しくなる。

したがって、カーボン抵抗１２の抵抗値が、金属抵抗１
１の抵抗値に比べて大きい場合には、この端子３間の抵
抗値はほぼ金属抵抗１１の抵抗値だけ忙依存する。

すなわち、本実施例の様な座標検出面の場合には、座標
値の決定が、はぼ金属抵抗１１の特性のみにより決まり
、カーボン抵抗値には、はとんど影響されない。

詳述すれば、本実施例の検出面を用いる座標入力装置に
おいても、従来例の第４図（α）　、　（ｂ）において
説明したのと同様に、カーボン抵抗１２が対向するＸ座
標検出面を構成するカーボン抵抗あるいは感圧導電性ゴ
ムシートと機械的に接触する為に、カーボン抵抗１２が
摩耗したり、亀裂を生じ、第９図（α）　、　（ｈ）に
示すように、摩耗部９あるいは亀裂部１ｏが生じる。

しかし、本実施例では、前述したｊ５に、金属抵抗１１
とカーボン抵抗１２とを並列接続した場合に相当するの
で、前記摩耗部９、あるいは亀裂部１０による抵抗値変
化には、はとんど影響されずに、座標値を決定すること
ができる。すなわち、前記（１）式及び（２）式におけ
る抵抗値Ｒ３およびＲ２は、前記摩耗部？、あるいは亀
裂部１０１Ｃよっては、はとんど変化しないことになる
。

なお、第９図（α）　、　（ｈ）の矢印は、第５図（α
）　、　（ｂ）と同様に、入力ペンや指などによる押し
付けの方向を示す。

次に、本実施例の座標検出面の等価回路を示すと、第１
０図（α）のように表わすことができる。

すなわち、高抵抗値を有するカーボン抵抗１２は入力点
Ｐと座標値検出用の金属抵抗１１間の抵抗として表わす
ことができる。なお、同図（５）は、（ａ）　Ｔｈさら
に簡略化した等価回路図であり、又、符号６は、第８図
と同様に信号検出用端子を示す。

従って、ここで、本実施例を用いて座標値を検出する方
法を従来例の第２図及び第３図に対応させて模式的に示
すと、第１１図（α）　、　Ｃｂ）のようになる。

この第１１図（α）　、　（ｈ＞から明らかな工５に、
本実施例では、前記カーボン抵抗１２の抵抗値が変化し
、その結果、信号源インピーダンスが変化することＫな
っても、座標値は、前述したように（１）式及び（２）
式で与えられるので、前記カーボン抵抗１２の抵抗値変
化には、影響されることはな１、）。

すなわち、カーボン抵抗１２の抵抗値変化は、座標値を
決める（１）式及び（２）式には、影響を与えス、シた
がって、カーボン抵抗１２に摩耗あるいは亀裂が生じて
抵抗値が変化しても、座標値に変化を与えることはなく
々る。

第１２図は、本発明の例えばＸ座標検出面の他の実施例
を示す断面図である。

この検出面は、可撓性を有する電気絶縁シート１上に、
まず信号検出用端子３が形成され、この上に金属抵抗１
１、さらにその上にカーボン抵抗１２が形成された構造
となっている。このような検出面においても、第８図の
実施列において述べた事項は、そっくりそのまま当ては
まることは勿論である。

又、以上述べた実施例では、いずれも、力〜ボン抵抗と
金属抵抗との組合せを用いた場合であった。しかし、本
発明は、これらに限定されることはなく、前記カーボン
抵抗に相当するものとしては、高抵抗値を有し、かつ機
械的強度の大きい材料であればよく、又、前記金属抵抗
に相当するものとしては、低抵抗値を有し、かつ均一性
に優れた材料であればよいことは明らかであろう。すな
わち、この工５な材料であれば、上述したのと同様の効
果が得られることになる。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明では面抵抗体方
式の座標入力装置に使用されるオーミックデバイスの座
標検出面を、対向する他の検出面と機械的、又は電気的
に直接に接触する比較的抵抗値の大きな抵抗層と、現実
に座標値を決める比較的抵抗値の小さな抵抗層との２層
で形成することとした。

この結果、本発明によれば、前記抵抗値の大ヘ　ブト　
劇（才ｋ　Ｒ３０市（十晶“右ｕ　４トイｋ　η−は８
右＆　ブト　ビ　貞り田Ｐ負手赤々値の小さな抵抗層に
おいて、正確な座標値が検出できると共に、検出面の耐
久性も向上させることができる効果がある。

したがって、本発明を用いることで、安価でかつ高い信
頼性を有する面抵抗体方式の座標入力装置を実現するこ
とが可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図はオーミックデバイスを構成する従来の座標検出
面の一例を示す斜視図、第２図及び第３図は従来の座標
検出面を用いて座標値を検出する方法を説明する為の模
式図、第４図（α）。 （ｂ）は従来の座標検出面からなるオーミックデバイス
の一例を示す断面図、第５図（α＞　、　＜ｈ＞は従来
の座標検出面を構成する座標検出用抵抗に摩耗部及び亀
裂部が生じた場合の一例を示す断面図第６図（α）は第
１図の座標検出面の平面図であり同図（ｈ）　、　（Ｃ
）は（α）の座標検出用抵抗に抵抗値変化が生じる前後
の状態を示す等価回路図、第７図（α）　、　（ｂ）は
第６図（α）の座標検出面の座標検出用抵抗に抵抗値変
化が生じた後、前記第２，３図と同様の方法で座標値を
検出する場合の模式図である。 又、第８図はオーミックデバイスを構成する本発明の座
標検出面の一実施飼ヲ示す断面図、第９図（α）　、　
（Ａ）は本発明の座標検出面を構成するカーボン抵抗に
摩耗部及び亀裂部が生じた場合の一例を示す断面図、第
１０図（α）は第８図の座標検出面の等価回路図であり
、同図＜ｂ＞はこれを簡略化した等価回路図、第１１図
（α）　、　（ｂ）は第８図の座標検出面を用いて前記
第２，３図と同様の方法で座標値を検出する場合の模式
図、第１２図（ｉオーミックデバイスを構成する本発明
の座標検出面の他の実施例を示す断面図である。 １・・・・・・・・・・・・電気絶縁シート６・・・・
・・・・・・・・信号検出用端子１１　・・・・・・・
・金属抵抗 １２・・・・・−・・カーガン抵抗 代理人弁理士　高　橋　明　夫 第１図 第２図 第３図 Ｉ −） 一ノ 第４７ 牟Ｓ図 □ 第６図 １３ ゜。、Ｌ↓−コ」−ん同。 第９図 弔１０１１ｆｆｉ □ｌ ＼【ノ 第１１図 第１２図 ／２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｆｉｌ　可撓性を有する電気絶縁シート上に、座標値を
   検出するためにほぼ一様に配設された抵抗層と、前記電
   気絶縁シート上であって前記抵抗層の両端部に配設され
   た信号検出用端子とを有する座標入力装置の座標検出面
   において、前記抵抗層を二層とし、前記電気絶縁シート
   側の層を均一性に優れ、かつ低抵抗値を有する抵抗層で
   形成し、その上に形成される層を機械的強度が大きく、
   で）つ前記低抵抗値よりも大きな抵抗値（以下、高抵抗
   値という）を有する抵抗層で形成したことを特徴とする
   座標入力装置の座標検出面。 （２）　前記低抵抗値を有する抵抗層が金属抵抗層であ
   り、前記高抵抗値を有する抵抗層がカーボン抵抗層であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の座標入
   力装置の座標検出面Ｏ