JPS6129931A - 位置検出装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は手書き文字や図形をコンピュータや通信回線に
入力するための位置検出装置に関するものである。

従来例の構成とその問題点 抵抗板を２枚利用した入力面を有する位置検出装置の従
来例を第１図と第３図に示す。第１図は両端に電極ＩＡ
、ＩＢ、２Ａ、２Ｂが設けられた２枚の抵抗板１，２に
ドントスペー′？３を印刷し絶縁を保っている。

一方の抵抗板１または２上に文字や図形を書いた際にそ
の筆記具による加圧点で両紙抗板１，２が導通し一方の
抵抗板１でＸ座標、他方の抵抗板２でＹ座標を検出する
構成である。ドツトスペーサ３は絶縁ペーストをドツト
状に印刷したものである。しかし、第２図に示すように
ドットスベーサ３は抵抗板１，２０間隙を確保するため
にスペーサ厚を厚くすると必然的に抵抗板１または２に
対するドツトの面積は大きくなり、入力面に文字等を書
いた場合そのドツトの位置する部分で両紙抗板１，２が
導通不可能であシネ感点となって位置検出ができなかっ
た。

不感点を少なくするためにドツトスペーサ３のピッチを
大きくした場合や抵抗板１，２０辺の部分に枠形のスペ
ーサを用いたり、さらにその抵抗板１，２間に気体や液
体を充填した場合には筆記動作を行う際に手の小指側の
側面を入力面に置くためその部分を誤って入力したりあ
るいは定規を置いただけで入力してしまう欠点があった
。

指による入力をコマンド入力用とし、ひとつの入力面に
筆記具による図形入力面とコマンド入力面を構成した場
合、入力面積が大きくなるという問題があり、コマンド
入力面を、図形入力面の一部で共用することにより解決
できる。従ってコマンド入力面は図形入力も行える必要
がある。ドツトスペーサ３の場合、鉛筆やボールペンで
手書き文字や図形を入力でき、加えて、指先でも入力で
きる点は筆記具による図形入力面と指先によるコマンド
入力面を共用できる長所であった。

第３図はドツトスペーサの代わりに感圧導電ゴムシート
４を用いた従来例である。感圧導電ゴムシート４は、筆
記動作の際に手の側面を入力面に置いてもその部分は入
力せず鉛筆やボールペンで書かれた文字や図形のみ入力
できる性質のものが開発されておりそれを用いることに
よって不感点の問題は解決できる。

また指で加圧した時に導通する性質の感圧導電ゴムシー
ト４を用いれば、指による加圧でも入力できる。ところ
が感圧導電ゴムシート４を用いた場合には、感圧導電ゴ
ムシート４自体の部品コストが高くつくとともに、指先
、筆記具それぞれの入力に適した２種類の感圧導電ゴム
シート４を用意し隣接して配置することになり、その境
界線上で図形入力すると不連続となる欠点があった。

発明の目的 本発明は筆記動作の際の手の側面や定規を置くことによ
る誤入力がなく筆記具による入力のみを検出することが
できる入力面と指先による入力を検出できる入力面を構
成することが可能で、両方の性質を不連続点が生ずるこ
となく一人力面に構成することができる入力面を持つ位
置検出装置を安価に提供することを目的とするものであ
る。

発明の構成 上記目的を達成するために本発明の位置検出装置は、対
向する２辺に一対の電極が設けられた第１の抵抗板を一
つの抵抗素子として含む第１の閉回路と、対向する２辺
に一対の電極が設けられた第２抵抗板を一つの抵抗素子
として含む第２の閉回路と、前記第１の抵抗板と第２の
抵抗板に電圧を印加する手段と、前記第１の抵抗板の電
極の電圧を検出する手段と前記第２の抵抗板の電極の電
圧を検出する手段と、前記第１の抵抗板と第２の抵抗板
間に、電流が流れたことを検出する手段とを具備し、前
記第１の抵抗板の電極と前記第２の抵抗板の電極が直角
に面対向し、その間に網目状の絶縁膜を有する導電ゴム
シートを挾み、第１の抵抗板上に文字や図形を記入する
と絶縁膜の網目を通して導電ゴムシートが突出すること
により第２の抵抗板と導通し、その際第１の抵抗板と第
２の抵抗板の間に流れる電流を検出することにより記大
の有無を検出し、第１の抵抗板の電極の電圧と第２の抵
抗板の電極の電圧を検出することによ５ｘ座標とＹ座標
を得るものである。

実施例の説明 以下本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第４図は本発明の位置検出装置の入力部分の構造を示す
分解斜視図である。第６図は導電ゴムシート拡大図であ
る。６は第１の抵抗板、５Ａ、５Ｂは第１の抵抗板６の
対向する２辺に設けられた電極、５ａ、５ｂは回路との
接続用の引出し線、６．７はメツシュの粗いＡ領域とメ
ツシュの細かいＢ領域をもった第１．第２の絶縁膜、８
は導電ゴムシート、９は第２の抵抗板、９Ａ、９Ｂは第
２の抵抗板９の対抗する２辺に設けら、れた電極、９ａ
、９ｂは回路との接続用の引出し線であり、第１の抵抗
板６の電極５Ａ　、５Ｂが設けられた２辺と第２の抵抗
板９の電極９Ａ、９Ｂが設けられた２辺とは直角の関係
にある。Ａの領域は指先で入力可能で、筆記具による入
力もできる部分、Ｂの領域は筆記具による入力のみ可能
な部分を示す。

第６図は第４図に示す構成のＢの領域の部分で入力面の
第１の抵抗板６上の１点を筆記具１ｏで加圧した場合の
断面図である。本実施例では第１゜第２の抵抗板５，９
の厚さは７５μｍ、導電ゴムシート８の厚さは０．６ｍ
ｍ第１．第２の印刷された網目状の絶縁膜６，７の膜厚
は５０μｍ２幅０．２鴎、ピッチは、１聰である。筆記
具１ｏで第１の抵抗板５を加圧すると、第１の抵抗板６
は第１の絶縁膜６０間の導電ゴムシート８と接触し、さ
らに加圧された第２の絶縁膜７の間の導電ゴムシート８
が第２の抵抗板９に接触し導通する。

第６図の１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃはその接触部分である
。

第７図は手の側面による加圧状態を示す断面図で導通し
ないことを示している。

第６図でボールペンなどの筆記具１ｏの先端が直径０．
５ｍの球である。加圧面積は直径０．５訓の　”円柱と
仮定するとその面積ＳＢは、 ５Ｂ＝（０，６７２）２Ｘπ ＝ｏ、２（咽２） である。筆記具１ｏの先端による加圧で第１の抵抗板６
と第２の抵抗板９が導通するための筆圧がｔｓｏｙであ
るとすると導通に必要な単位面積当りの筆圧Ｐは Ｐ＝５０１０．２ ＝２５０（ｙ／−） である。手の側面による加圧ではその加圧面積の一例と
して１ｏｏｏ（ｍｍ２）という値をとると入力面が導通
するための圧力ＰＨは ＰＨ＝ＰＸ１０００ ＝２５００００（Ｐ）＝２５０（Ｋｇ）である。従って
通常の筆記動作では入力面は導通しないことがわかる。

また指先の腹の部分で加圧した場合、加圧面積の一例と
して８ｏ（ｒＩａ２）という値をとると入力面が導通ず
るための圧力ＰＦはＰ　ｐ　＝Ｐ　Ｘ　８０ ＝２００００（Ｐ）＝２（）（Ｋｐ） である。従って指先でも入力不可能である。

第８図は指先による加圧によって入力する部分で第４図
のＡの領域の部分を指先１３で加圧した場合の断面図で
ある。ここでは横の絶縁膜はなく縦の絶縁膜６Ａ　、７
Ａのみである。横の絶縁膜がなくなることで第１の抵抗
板５と導電ゴムシート８と第２の抵抗板９の間隙が半分
になり、かつ第１の抵抗板５を支える面積が半分になる
ため、この時の指先１３による加圧はＢの領域の部分で
の加圧の４分の１となり約５に９で導通する。さらに加
圧を少なくするための絶縁膜ｓＡ　、７Ａを１０本に１
本ないし２０本に１本になるよう、間引くことにより導
通に必要な力は２６０〜６０ｏｙになる。構造から明ら
かにＢの領域は筆記具１０によっても入力可能で入力面
Ａ、Ｂの境界で不連続にはならない。

なお、本実施例では第１．第２の絶縁膜６，７は導電ゴ
ムシート８の両面に印刷されているが、第９図のように
第１の抵抗板６の下面に第１の絶縁膜６を印刷するとと
もに、第２の抵抗板９の上面に第２の絶縁膜７を印刷し
たものでもよい。

また、第１．第２の絶縁膜６，７は、絶縁性織布を第１
．第２の抵抗板６，９あるいは、導電ゴムシート８０両
面にはり合せてもよい。

第１０図は入力位置の検出回路を示す。入力面の２枚の
抵抗が導通した状態の等何回路２ｏの引出線６ａと６ｂ
にはそれぞれ抵抗１４と１６を介して定電流電源２１が
接続されている。引出線９ａと９ｂは、抵抗１６と１７
を介して定電流電源２１への電流の帰遣回路を構成して
いる。検出回路１８は第１の抵抗板５の電極ｓＡ、ｅ；
Ｂ間の電位差を検出するもので、抵抗１８ａ　、　１８
ｂ　、　１８ｃ　。

１８ｄは差動増幅器１８ｅの利得を決定している。

検出回路１９は抵抗板９の電極ｅＡ、ｔａＢ間の電位差
を検出するもので、抵抗１９ａ、１９ｂ。

１９Ｃ２１９ｄは差動増幅器１９ｅの利得を決定してい
る。抵抗１８ａ、１８ｂ、１９ａ　、１９ｂは第１の抵
抗板６の電極ｓＡ　、５Ｂ間の抵抗値と抵抗板９の電極
９Ａ　、９Ｂ間の抵抗値に比べて十分大きな抵抗値であ
る。従って検出回路１８と１９を第１の抵抗板６と第２
の抵抗板９に接続したことによる影響は小さく無視する
ことができる。第１の抵抗板６の電極５Ａから導通点２
ＯＡまでの抵抗値をｒ（ｘ）、第１の抵抗板５の電極５
Ａ　、　５Ｂ間の抵抗値をＲとすると、電極５Ａと導通
点２ＯＡ間の抵抗と電極６Ｂと導通点２ＯＡ間の抵抗１
４゜１６とはブリッジ回路である。この場合、抵抗１４
．１５を抵抗値ｒとすると電極５Ａ、６Ｂ間の電位差は
次式で表わされる。電位差をｖｘとすると、 Ｖ、＝Ｉ＠ｒ（２ｒ（ｘ）−Ｒ）／Ｒ０ここで工は定電
流電源２１による供給電流、Ｒｏは抵抗１４．１５と第
１の抵抗板６の電極５Ａ。

５Ｂ間の抵抗Ｒの総和である。ｒ（ｘ）は電極６Ａから
の距離に比例する値であり、従ってＶ工は距離Ｉに比例
する。従って筆記具による記入位置、すなわち第１の抵
抗板６と第２の抵抗板９の導通点のＸ方向の位置を検出
できる。検出回路１８の利得を０１８とするとその出力
電圧はｖｘ−０１８である。同様に検出回路１９の出力
電圧は、第２の抵抗板９の電極９Ａ　、９Ｂ間の電位差
をＶア、検出回路１６の利得をＧ１９とすると、Ｖア・
Ｇ１９　　となり、筆記具による記入位置のＹ方向の位
置を検出できる。記入動作によって第１の抵抗板５と第
２の抵抗板９が導通した際に、定電流電源２１からＩな
る電流が流れ、それによって抵抗２３に電圧降下が生じ
その電圧によって、記入動作の有無を、識別することが
できる。スイッチ２２はＡの領域に対する入力が、筆記
具による図形入力か指先による入力かを識別するための
ものである。指先で入力する際にスイッチ２２をオンに
する。第１１図は本発明の一実施例の手書き文字２図形
入力用の位置検出装置の外観を示す。０１〜Ｃ１６はＡ
の領域でコマンド入力部である。本人力装置をコンピュ
ータに接続した場合には、消去、記憶装置へのデータ転
送、通信回路との接続等のコマンドを０１〜Ｃ４６に割
りつけて、それぞれ指で押すことにより入力することが
できる。コマンド入カッ際、Ａの領域の第１の抵抗板６
と第２の抵抗板９が導通するが、それが図形入力なのか
コマンド入力なのか区別するためコマンド入力の場合は
スイッチ２２を押してＣ１〜Ｃ１６を指先にて押す。

発明の効果 以上一実施例に基づき詳細に説明したが、筆記具による
入力面のみを有する位置検出装置または指先による入力
面のみを有する位置検出装置を構成することができるの
は明らかである。また抵抗板の厚さ、導電ゴムシートの
厚さ、ゴム硬度、絶縁膜と厚さとピッチにより入力に必
要な圧力を選定することができる。実施例の抵抗板を抵
抗体ゴムシートにすることにより入力に必要な圧力を下
げる効果があり、入力面に可撓性を有するシートを追加
することによりその可撓性の度合によって入力に必要な
圧力を選定することもできる。このように種々の加圧力
を選ぶことが可能で、その加圧力の差が絶縁膜によるも
のの範囲内であれば同一面内に不連続点を生ずることな
く加圧力の異なる入力面を配置することができることは
、応用性に富み、きわめて有利なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はドツトスペーサを用いた従来の位置検出装置の
入力部分の分解斜視図、第２図はその拡大断面図、第３
図は感圧ゴムシートを用いた従来の位置検出装置の入力
部分の分解斜視図、第４図は本発明による位置検出装置
の入力部分の一実施例を示す分解斜視図、第６図は両面
に網目状の絶縁膜を形成した導電ゴムシートの拡大図、
第６図は筆記具により記入した際に入力部分の導通を示
す断面図、第７図は手による入力で入力部分の非導通を
示す断面図、第８図は指先による入力で入力部分の導通
を示す断面図、第９図は他の実施例による入力部分の分
解斜視図、第１０図は実施例の位置検出用回路図、第１
１図は同実施例の外観を示す正面図である。 ５・・・・・・第１の抵抗板、５Ａ、５Ｂ・・・・・・
電極、６゜７・・・・・・絶縁膜、８・・・・・・導電
ゴムシート、９・・・・・・第２の抵抗板、９Ａ　、９
Ｂ・・・・・・電極、１４，１５゜１６．１７・・・・
・・抵抗、１８・・・・・・検出回路、１９・・・・・
・検出回路、２１・・・・・・定電流電源、２２・・・
・スイッチ０ 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 ｆＡ　　　　／ 第２図 第４図 第５図 第７図 Ｇ 第９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 対向する２辺に一対の電極が設けられた第１の抵抗板を
   一つの抵抗素子として含む第１の閉回路と、対向する２
   辺に一対の電極が設けられた第２の抵抗板を一つの抵抗
   素子として含む第２の閉回路と、前記第１の抵抗板と第
   ２の抵抗板の電極の電圧を印加する手段と、前記第１の
   抵抗板の電極の電圧を検出する手段と前記第２の抵抗板
   の電極の電圧を検出する手段と、前記第１の抵抗板と第
   ２の抵抗板間に電流が流れたことを検出する手段とを具
   備し、前記第１の抵抗板の電極と前記第２の抵抗板の電
   極が直角に面対向し、その間に導電ゴムシートを挾んで
   導電ゴムシートの両面に第１、第２の網目状の絶縁膜を
   印刷、塗装、または導電ゴムシートとの２色成形等によ
   り形成するかあるいは導電ゴムシートを挾む第１、第２
   の抵抗板に網目状の絶縁膜を印刷、塗装、または絶縁性
   織布をはり合せることにより構成したことを特徴とする
   位置検出装置。