JPS6151229A

JPS6151229A - 座標入力装置

Info

Publication number: JPS6151229A
Application number: JP59172801A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Mori; 美裕森; Kazumasa Yamamoto; 山元　一正
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1984-08-20
Filing date: 1984-08-20
Publication date: 1986-03-13

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指あるいは指示棒などにより指示しだ位置の座
標をコンピュータなどに入力する座標入力装置に関する
ものである。

従来例の構成とその問題点従来コンピュータなどへの座標入力装置としては、高価
であるが精度良く座標が入力可能で図形の入力などに用
いられる、いわゆるディジタイザが用いられてきた。と
ころが最近コンピュータが一般化し、低価格で座標の入
力が可能な入力装置が求められるようＫなってきた。な
かでもディスプレイを透視し、そのディスプレイに示さ
れた図形を指などで押すことによりデータの入力が可能
な透視型の入力装置が必要とされている。これはコンビ
、−夕を操作すること忙不慣れな人が簡単に操作ができ
るように、あらかじめいくつかの選択肢を用意しておき
、ディスプレイにこれを表示してその１つの上を指など
で押さえることで処理が自動的に行なわれるという方法
が多くとられるようになるためである。このような透視
型座標入力装置としてはライトペンが代表的なものであ
ったが、特別なペンを用いずに指あるいはボールペンな
どで入力できるものがよシ便利であり、現在までいくつ
かの方法が提案されている。

代表的なものとしては透明導電性シートを用いたスイッ
チマトリクス方式、透明抵抗シートを用いた電圧、電流
分割方式、レーザ光を用いた方式、表面波の伝達時間を
測定する方式などがある。しかしこれらの装置はいずれ
も装置が複雑となシ高価であり、ディスプレイが見にく
い、保守が難しいなどの理由により普及するには至って
いない。

これらの方式にかわって入力盤の１点に加えられた力の
分力を検出することＫより、力が加えられた点の座標を
検出する応力検出型座標入力装置は入力盤としてガラス
板、アクリル板などの均質で全く透明なものが使用でき
、簡単な構成であるために、低価格の座標入力装置とな
る。

この応力検出型による座標の検出原理を第１図を用いて
説明する。第１図で１は入力盤、２は外力Ｆの印加点、
３ａ〜３ｄは分力の検出点である。

分力の検出点３ａ〜３ｄの座標をそれぞれ（ｘｌ、７１
）＋（Ｘ２＋７２）＋（”３＋３’３）＋（Ｘ４＋７４
）とし、分力の大きさをそれぞれｆ　１　ｐ　ｆ　２　
、ｆ３　＋　ｆ　４とすると、外力の印加点の座標（ｘ
、ｙ）は平面内のモーメントのつりあいより次式で求め
られる。

但し　Ｆ＝ｆ　＋ｆ　＋ｆ　＋ｆ　　　　・・・・・・
・・・（３）このように外力の印加点の座標（ｘ、ｙ）
は分力の検出点の座標があらかじめわかっていれば分力
の大きさを求めることで検出できる。

分力を求めるための荷重検出器としてはストレインゲー
ジを用いたものが代表的である。ストレインゲージを用
いた荷重検出器では入力盤の重さ、温度などの影響を除
くために入力盤に外力が加えられていない時の荷重検出
器の出力をオフセットとして記憶し、外力が加えられた
時に、荷重検出器の出力からオフセット値を減算し、正
しい分力を求めるという方法がとられている。しかし荷
重検出器の出力は必ずしも一定でなく、外部からの振動
などで動くことが考えられる。このような場合、オフセ
ット値として荷重検出器の瞬間の値を記憶した場合、正
しい分力を求めることができなくなるという問題点を有
していた。

発明の目的本発明は上記欠点を解消するもので、構造が簡単で、高
精度、低コストであり、指などで指示しだ位置の座標を
コンピュータなどへ入力する座標入力装置を提供するこ
とにある。

発明の構成本発明は入力盤の複数位置に荷重検出器を備え前記荷重
検出器のそれぞれの出力の所定の時間からの平均を求め
る平均手段と、前記平均手段の出力をオフセット値とし
て記憶する記憶手段と、前記荷重検出器の出力および前
記記憶手段の出力よシ前記入力盤への外力の有無を検出
し、前記記憶手段を制御する検出手段と、前記荷重検出
器の出力よシ前記記憶手段の出力を減算する減算手段と
、前記減算手段の出力より前記入力盤上の外力の印加点
の座標を求め、他の機器へ出力する手段を備えた座標入
力装置であり、これにより簡単な構成で、高精度な座標
入力装置が低コストで実現できる。

実施例の説明第２図は本発明の第１の実施例の入力盤と荷重検出器を
示す斜視図である。第２図で１は縦１８８顛、横２５２
ｍ、厚さ３Ｈの板ガラスの入力盤、２は外力の印加点、
４ａ〜４ｄは荷重検出器である。

第３図は荷重検出器４ａ〜４ｄの拡大斜視図である。第
３図で６は有効長５０　ｍ　ｐ幅１０３１１　を厚さ２
龍のステンレス製の弾性板で、一端を入力盤１の各コー
ナ部に、他端を固定枠（第２図では省略）に取りつけで
ある。６は半導体ストレインゲージで弾性板６の片面の
ほぼ中心線に沿って有効長さのほぼ中央に固定されてい
る。

第４図は同じく第１の実施例の座標を求めるための回路
のブロック図である。第４図で７ａ〜７ｄは荷重検出器
で１００Ｊ９の荷重に対して１ｖの電圧を出力する。８
ａ〜８ｄは荷重検出器７ａ〜７ｄの出力ｖ、〜ｖ４を平
均する平均回路、９ａ〜９ｄは平均回路８ａ〜８ｄの出
力Ｚ’ａ１〜Ｚ’ａ４゛・（をオフセット値として記憶
する記憶回路、ＩＱａ〜１０ｄは荷重検出器７ａ〜７ｄ
の出力ｖ１〜ｖ４から記憶回路９ａ〜９ｄの出力？／’
ｏ１〜ｖ０４を減算する減算器、１１は減算器１０　ａ
〜１０ｄの出力ｆ１〜ｆ４　から入力盤１の外力の印加
点２の座標（”４　ｙ　）を求め、他の機器へそのデー
タを出力する座標計算出力回路、１２は荷重検出器７ａ
〜７ｄの出力ｖ１〜ｖ４および記憶回路９ａ〜９ｄの出
力ｖ０１〜ｖ０４よシ記憶回路９ａ〜９ｄの状態を制御
する検出回路である。

第５図は平均回路８ａ〜８ｄの１回路構成を示したもの
である。第６図で１３ａ、１３ｂはバッファー、１４は
抵抗、１６はコンデンサ、１６は平均回路の入力Ｖとコ
ンデンサ１６を短絡するためのスイッチ、１７は入力Ｖ
と平均回路の出力ｖａが所定の値以上である時にスイッ
チ１６を短絡するウィンドコンパレータである。この回
路によれば出力ｖａには入力Ｖの平均値が現われるが、
入力Ｖと出力ｖａが所定の誤差ｖ８以上である時に、ス
イッチ１６が入力Ｖとコンデンサ１６を短絡し、この時
点からの平均を求めることになる。抵抗１４とコンデン
サ１６と誤差Ｖ。は荷重検出器の出力の状態から適当に
定める必要があるが本実施例では抵抗を１０にΩ、コン
デンサを１μＦとし、誤差Ｖ。は１ｏｍＶとした。本実
施例で検出回路１２は荷重検出器７ａ〜７ｄの出力ｖ１
〜ｖ４　と記憶回路９ａ〜９ｄの出力ｖ０．〜ｔ）０４
の差の絶対値ｌ　ｖ、（１０１１〜＋？、＋４−ｖ０４
１がすヘテ所定の誤差以内であれば記憶回路９ａ〜９ｄ
にその時の平均回路８ａ〜８ｄの出力を記憶するように
構成されている。本実施例では誤差を１０ｍＶとした。

本実施例の動作を以下に説明する。荷重検出器７ａ〜７
ｄの出力ｖ１〜ｖ４が所定の誤差以内（ここでは±１０
ｍＶ）で一定であるときには平均回路８ａ〜８ｄで平均
された値ｖａ１〜ｖａ４がそのまま減算回路１０ａ〜１
ｏｄへ導かれ、荷重検出器７ａ〜７ｄの出力Ｖ、〜ｖ４
から減算され、出力ｆ１〜ｆ４は±１０　ｍ　Ｖ以内と
なる。座標計算出力回路１１には出力ｆ１〜ｆ４　の和
すなわち外力Ｆに相当する出力が所定の値（ここでは１
００ｇに相当する１■）を越えた時のみに座標を出力す
るようになっているために、外力が所定の値を越えない
場合は座標の出力は行なわれない。

次に荷重検出器７ａ〜７ｄの出力Ｖ、〜ｖ４　のうち１
つでも所定の誤差を越えれば、記憶回路９ａ〜９ｄには
誤差を越える直前の値が保持されるために、減算器１０
ａ〜１０ｄの出力ｆ、〜ｆ４は分力に比例した出力とな
り、その合計が所定の値を越えれば座標計算出力回路１
１より座標データが出力される。本実施例では平均回路
８ａ〜８ｄのために、荷重検出器７ａ〜７ｄの出力ｖ１
〜ｖ４の出力に第６図のようなノイズが乗った時にでも
分力に比例しだ出力ｆ１〜ｆ４を得ることができるため
より正確に座標を得ることができる。

第７図は第２の実施例の座標を求めるだめの回路のブロ
ック図である。第４図の第１の実施例と異なるのは検出
回路１８の動作である。第８図に検出回路１８のブロッ
ク図を示す。第８図で１９ａ〜１９ｄは荷重検出器７ａ
〜７ｄの出力ｖ１〜ｖ４と平均回路８ａ〜８ｄの出力ｖ
ａ１〜ｖａ４の出力の差の絶対値が所定の誤差ｖ８以下
である時に論理″１″の出力をするウィンドコンパレー
タ、２゜はウィンドコンパレータ１９ａ〜１９ｄの出力
がすべて論理″１′″であった時のみ出力が論理″１″
となるＡＮＤ回路、２１はＡＮＤ回路２ｏの出力が論理
″１°′となった場合、あるいはカウンタ２２がカウン
トを終了した時に論理″１ｎの出力を行い、カウンタ２
２をリセットするＯＲ回路、カウンタ２２はリセット後
所定の時間経過後、カウントを終了し、論理″１″の出
力を行ない、記憶回路９ａ〜９ｄにその時の平均回路８
ａ〜８ｄの出力ｖａ１〜Ｚ’ａ２　　を記憶させる。第
１の実施例では、荷重検出器７ａ〜７ｄの出力ｖ１〜ｖ
４が所定の誤差以上変化して安定した場合にオフセット
値の更新がおこなわれないという欠点があったが、本実
施例ではそのようなことはなく、例えば入力盤１を傾け
るなどした場合でも、入力盤１に外力が加わっていなけ
れば、所定の時間を経過した後は減算器１０ａ〜１ｏｄ
の出力ｆ１〜ｆ４はほぼ０となり、その後は分力に比例
した値となる。本実施例功ではカウンタ２２のリセットからカウント終了までの時
間は約０．５秒としである。これは指で押しだ時にほと
んどの場合、Ｏ，Ｓ秒の間一定の力で押　−すことはな
いためであるが、必ずしもこの限りではない。

また荷重検出器７ａ〜７ｄ、平均回路８ａ〜ｓｄ、検出
回路１８は本実施例と同様な動作をするものであれば本
実施例の限りではない。

発明の効果以上のように本発明によれば、入力盤の姿勢の変化、温
度変化、ノイズ、電圧変化等の外乱にかかわらず高精度
で座標を求めることができる座標入力装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は荷重検出型座標入力装置の原理図、第２図は本
発明の一実施例における座標入力装置の入力盤と荷重検
出器の斜視図、第３図は同荷重検出器の拡大斜視図、第
４図は同第１の実施例の座標を求める回路のブロック図
、第５図は同平均回路のブロック図、第６図は同荷重検
出器の出力°図、第７図は同第２の実施例の座標を求め
る回路のブロック図、第８図は同検出回路のブロック図
である。１・・・・・入力盤、２・・・・・・外力の印加点、３
ａ〜３ｄ・・・・分力の検出点、４ａ〜４ｄ・・・・・
・荷重検出器、６・・・・弾性板、６・・・・・・半導
体ストレインゲージ、７ａ〜７ｄ・・・・・荷重検出器
、８ａ〜８ｄ・・・・・平均回路、９ａ〜９ｄ・・・・
・記憶回路、１０ａ〜１０ｄ・・・・・減算器、１１・
・・・・・座標計算出力回路、１２・・・・・検出回路
、１３ａ、１３ｂ−・・・・バッファー、１４・・・・
抵抗、１５・・・・コンデンサ、１６・・・・・スイッ
チ、１７・・・・ウィンドコンパレータ、１８・・・・
・検出回路、１９ａ〜１９ｄ・・・−ウィンドコンパレ
ータ、２ｏ・・・・ＡＮＤ回路、２１・・・・・ＯＲ回
路、２２・・・カウンタ。代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第２
図第３図第６図倚聞第７図第８図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）入力盤の複数位置に荷重検出器を備え、前記荷重
検出器のそれぞれの出力の所定の時間からの平均を求め
る平均手段と、前記平均手段の出力をオフセット値とし
て記憶する記憶手段と、前記荷重検出器の出力および前
記記憶手段の出力より前記入力盤への外力の有無を検出
し、前記記憶手段を制御する検出手段と、前記荷重検出
器の出力より前記記憶手段の出力を減算する減算手段と
、前記減算手段の出力より前記入力盤上の外力の印加点
の座標を求め、他の機器へ出力する手段を備えた座標入
力装置。
（２）平均手段は電源投入時、あるいは前記荷重検出器
出力が所定の誤差以上に変化した時よりあらためて平均
を求める特許請求の範囲第１項記載の座標入力装置。
（３）検出手段は前記記憶手段の出力と前記荷重検出器
の出力が所定の誤差内で一致している時に前記入力盤に
外力が印加されていないと判断し、その時の前記平均手
段の出力をオフセット値として前記記憶回路に記憶させ
る特許請求の範囲第１項記載の座標入力装置。
（４）検出手段は前記荷重検出器の出力が所定の時間、
所定の誤差内で一定であれば、前記入力盤に外力が印加
されていないと判断し、その時の前記平均手段の出力を
オフセット値として前記記憶回路に記憶させる特許請求
の範囲第１項記載の座標入力装置。