JPS62164126A - 座標検出装置 - 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］ この発明は１位置指示器で指示したタブレット上の座標
値を検出する座標検出装置に関し、特に詳しく言うと、
位Ｆｆ指示器の繰作性を改良するとともに位置指示器の
軽い押圧で適確に所望の座標位置を指定することができ
る座標検出装置に関する。

［従来の技術］ 従来のこの種の座標検出装置では、タブレット上の入力
すべき座標位置のみを指定するために位置指示器にスイ
ッチ手段を設け、このスイッチ手段のオン又はオフによ
るタイミング信号を有線で、あるいは超音波や赤外線を
媒介にしてコードレスで用いて、位置指示器から制御装
置に発信するように構成されている。

しかしながら、コードを介してタイミング信号を送るも
のではこのコードが位置指示器の操作性を悪くしてしま
う。また、超音波や赤外線を用いて信号を送信するもの
では位置指示器にこれらの送信機や信号発生回路、電源
用電池等を設けなければならず、構成が複雑で高価にな
り、しかも大型且つ大重量化し、この場合も入力時の位
置指示器の操作性が悪くなるという問題点があった。

そこで本出願人は先に、位置指示器を定常的な磁場を発
生する磁気発生器で構成するとともに。

タブレット上にそれぞれスイッチマトリックス構成を有
する２枚のタッチパネルをドツトスペ−サ あわせた座標指示装置を提案した。この座標指示装置は
、さらに、保護シートを介して位置指示器から加えられ
た磁界を検知して座標値を算出するタブレット制御部と
、その座標値を読み込んでタッチパネルのマトリックス
スイッチのうち座標値を含むスイッチを選択しそのスイ
ッチがオンあるいはオフになったタイミングを検出する
手段とを有している。これにより、位置指示器は、その
先端に永久磁石あるいは電磁石を組み込んだだけのきわ
めて簡単な構成でよいと同時に、軽量の操作性に優れた
ものが提供された。位置指示器の当接を検知する２枚の
タッチパネル間は、その間に適当な間隔をおいて複数個
配置されたドツトスペーサによる間隙によって通常は接
触しておらず導通していないが、位置指示器の当接圧に
よって直接的に接触して導通する。

しかしながら、ドツトスペーサその体積を小さくする必
要があり、そのため製造が困難であるばかりでなく、高
い筆記圧すなわち押圧力を必要としていた。そのため、
押圧不足による入力ミス等が発生しやすいばかりでなく
、長時間高い押圧力を加えることは操作者にとって苦痛
である。

［発明の目的］ この発明の目的は位置指示器の軽い押圧力で指示したタ
ブレット上の座標位置を正確に検出することができる座
標検出装置を提供することである。

この発明の他の目的は、位置指示器が保護シートにタッ
チしている時間帯を知ることができ、その時間帯のみの
データを入力することができる座標検出装置を提供する
ことである。

［発明の構成］ この発明によれば、定常的な磁場を発生させる位置指示
器で指定されたタブレット上の座標を検出する座標検出
装置において、タブレット上に載置され、２枚のマトリ
ックス状スイッチ板とその間に介在し、位置指示器の押
圧によってその部分のスイッチ板のスイッチを導通させ
る導電性弾性部材で構成されたスペーサとを有するタッ
チパネルと、タブレットで検出された座標値を読み込ん
でマトリックス状スイッチのうち座標値を含むスイッチ
を選択する手段と、そのスイッチがオンになったタイミ
ングを検出する手段とを備えたことを特徴とする座標検
出装置が提供される。

［実　施　例］ 以下、この発明を図面に示す一実施例について説明する
。第１図は基本的な構成を示すもので、入カバネル１と
、制御装置２と、位置指定用磁気発生器３および電源装
置４とから構成されている。

入カバネル１は、第２図に示すように、後述するタブレ
ット１０と、このタブレット上Ｏ上を平坦状に覆うよう
に設けられ、非磁性金属、例えばアルミニウム、銅等の
金属板、あるいは合成樹脂製の薄板材等で構成された被
覆材２０と、この被覆材２０上に載置された後述するタ
ッチパネル６０と、このタッチパネル６０を覆うように
載置された、塩化ビニルアクリルなどで構成された耐久
性のある硬質性の保護シート２１と、これらを一体的に
納める合成樹脂などで構成されたケース２２とを有して
いる。

硬質性の保護シート２１はタッチパネル６０の耐久性を
高めるものである。また、タブレット１０は必要により
非磁性の金属でシールドしてケース２２に収容してもよ
い。

制御部ｒ１１２は、第３図に示すようにタブレット１０
を制御するタブレット制御回路５、タッチパネル６０を
制御するタッチパネル制御回路６、およびこれらを統轄
的に制御する電子計算ｆｉ８とから構成されている。

ペンシル型をした位置指定用磁気発生器（以下、入力ペ
ンと称す）３は、第４図に示すように合成樹脂等からな
るペン軸２３の一端２４に先端先細状の棒磁石２５が収
容されている。また、棒磁石２５の先端にはプラスチッ
ク等の保護カバー２６が取付けられている。

電源装置４は、周知の整流器やトランス、ＤＣ−ＤＣコ
ンバータ等からなり、必要な電力を制御装置２内の各回
路に供給する。

第５図および第６図は、タブレット１０の構造を示して
おり、磁歪伝達媒体１１は、Ｘ方向およびＹ方向にそれ
ぞれ複数本、互いにほぼ平行に配置される。磁歪伝達媒
体１１は強磁体であれば使用できるが、強い磁歪振動波
を発生させるために磁歪効果の大きな材料、例えば鉄を
多量に含むアモルファス合金が特に望ましいが、磁石を
接近させても磁化され難い保持力の小さな材料であれば
よい。

アモルファス合金しては、例えばＦｅ、□Ｇｏ、、Ｂ１
゜Ｓ　ｉｌ（原子％Ｌ　Ｆｅ５ｉＢｚｚ、ｓｓｌ：＊、
ｓＣ：ｚ（原子％）等が使用できる。磁歪伝達媒体１１
は細長い形状をしており、その断面は長方形の薄帯状か
円形の線状が望ましく、薄帯状の場合、幅は放間程度、
厚さは厚さが２０〜５０μｍの薄いものも作れるので、
これを薄板状或は線状に切断すれば良い。この実施例で
はＦ　ｅ、１Ｂ　１３ｓＳ　１３ｓＣ，（原子％）から
なる幅２ｍ、厚さ０．０２ｍの磁歪伝達媒体を使用して
いる。

各磁歪伝達媒体１１は合成樹脂等で作られた長円筒状の
補強材１２の内部に収容されている。Ｘ方向に配置され
た各磁歪伝達媒体１１の一端の補強材１２上にはＸ方向
第１コイル１３が配設されている。このＸ方向第１コイ
ル１３は、隣接する補強材１２間でひねられ、互いに隣
接する磁歪伝達媒体１１毎に逆方向に巻回されており、
コイル１３に電流を流した時に各磁歪伝達媒体１１に対
応した部分より生起される磁束、またはコイル１３に一
方向の磁束が加わった時に各部分に生起する電圧が逆方
向となるようにしである。このため、コイル１３にパル
ス電流を流した時に発生するパルス雑音や外部からの誘
導がコイル１３の隣接する各部分の間で互いに打ち消し
合って弱められる。なお、巻回数は図示例では１回であ
るが、２回以上にしても良い。このＸ方向第１コイル１
３は瞬時的磁場変動を発生して磁歪伝達媒体１１の各々
の巻回部位に磁歪振動波を生起させるためのものであり
、コイル１３の一端はタブレット制御回路５に接続され
、その他端は接地される。

Ｙ方向に配置された各磁歪伝達媒体１１の一端の補強材
１２上にも同様にＹ方向第１コイル１４が配設され、隣
接する補強材１２間でひねられ、互いに隣接する磁歪伝
達媒体１１毎に逆方向に巻回されている。このＹ方向第
１コイル１４の一端は、コイル１３と同様にタブレット
制御回路５に接続され、他端は接地される。なお、作用
についてはコイル１３と同様である。

Ｘ方向第１コイル１３の右同部分およびＹ方向第１コイ
ル１４の右同部分に長手方向に平行なバイアス磁界をそ
れぞれ加えるため、これらコイル１３゜１４と相対する
ように、例えば角磁石で構成されたバイアス磁石１５が
設けられている。このようにバイアス磁界を印加するの
は、少ない電流で大きな磁歪振動波の発生を可能にする
ためである。即ち。

磁歪伝達媒体１１の電気機械結合係数（機械的エネルギ
ーから電気的エネルギー、または電気的エネルギーから
機械的エネルギーへの変換効率を示す係数）は１例えば
第７図に示すようにあるバイアス磁界のとき最大となる
から、このような磁気バイアスをＸ方向第１コイル１３
．Ｙ方向第１コイル１４の右同部分に印加しておくこと
により効率良く磁歪振動波を発生することができる。

Ｘ方向に配置された磁歪伝達媒体１１の広い範囲にわた
って補強材１２上にＸ方向第２コイル１６が配設されて
いる。このＸ方向第２コイル１６は磁歪伝達媒体１１を
伝搬する磁歪振動波による誘導電圧を検出するためのも
のであり、一端はタブレット制御回路５に接続され、ま
た他端は接地され、巻回された領域が位置検出領域とな
る。このコイル１６は各磁歪伝達媒体１１上に全て同一
方向（この実施例では左巻き）に巻回され、且つ隣接す
るコイル同士で接続の極性が逆になる如く直列に接続さ
れている。従って、全てのコイル１６に一方向の磁束が
加わった時に各コイル１６に生起する電圧、電流の方向
、またはコイル１６全体に電流を流した時に各コイル同
士で逆方向となり、外部からの誘導や雑音が隣接するコ
イル間で互いに打ち消し合って弱められる。このコイル
１６の巻きピッチはＸ方向第１コイル１３に近接してい
る側の一端より反対側の他端に向って徐々に密に巻回さ
れており、磁歪振動波の減衰により誘導電圧が小さくな
るのを補なっている。一般的に誘導起電力を高めるため
には巻きピッチは大きい方が好ましい。

また、Ｙ方向に配置された磁歪伝達媒体１１にも広い範
囲にわたってその補強材１２上にＹ方向第２コイル１７
が配設されている。このコイル１７は各磁歪伝達媒体１
１上を全て同一方向（この実施例では左巻き）に巻回さ
れ、且つ隣接するコイル同士で接続の極性が逆になるよ
うに直列に接続されている。また、このコイル１７の巻
きピッチはＹ方向第１コイル１４に近接している側の一
端より反対側の他端に向って徐々に密に巻回されており
、その一端は、コイル１６と同様にタブレット制御回路
５に接続され、他端は接地されている。なお、このコイ
ル１７の作用については、コイル１６と同様である。

前述したＸ方向の磁歪伝達媒体１１と補強材１２とＸ方
向第１コイル１３とＸ方向第２コイル１６とからなるＸ
方向の位置検出部と、Ｙ方向の磁歪伝達媒体１１と補強
材１２とＹ方−同第１コイル１４とＹ方向第２コイル１
７とからなるＹ方向の位置検出部とは、互いに直交する
ように重ね合わされ、ケース２２の底部に収納され、接
着剤等で固定されている。また、バイアス磁石１５は磁
歪伝達媒体１１の端部に対向するようにケース２２のエ
ツジ付近の底部に固定されるが、磁歪伝達媒体１１の上
方、下方、側方に並列に配置しても良い。

次に、タブレット制御回路５の概略構成を第８図に示す
回路ブロック図により説明するとともに、タブレット１
０による位置検出の動作について詳述する。

今、入カバネル１において、入力ペン３が最上面の硬質
性の保護シート２１から被覆材２０を通して、タブレッ
ト１０のＸ方向第１コイル１３のコイル面中心からＸ軸
方向の距離悲、の磁歪伝達媒体１１上に位置し、また、
Ｙ方向第１コイル１４のコイル面中心からＹ軸方向の距
離Ｑ２の磁歪伝達媒体１１上に位置し、電気機械結合係
数が大きくなる程度の磁気を磁歪伝達媒体１１に加えて
いるものとする。

電子計算機°８よりタブレット制御回路５のマイクロプ
ロセッサ５０に測定開始の命令信号を送出すると、この
マイクロプロセッサ５０はＸ、Ｙ切換え信号のうちＸを
選択する切換信号をマルチプレクサ５１および５２に送
出し、Ｘ方向パルス電流発生器５３およびＸ方向第２コ
イル１６を選択するとともに、トリガパルスをマルチプ
レクサ５１を介してＸ方向パルス電流発生器５３に加え
、Ｘ方向第１コイル１３にパルス電流を印加する。また
、トリガパルスは単安定マルチバイブレータ（モノマル
チ）５４を介してカウンタ５５にも加えられており、こ
のカウンタ５５はリセットされ、クロックパルス発生器
５６より供給されるグロックパルスの計数を開始する。

クロックパルス発生器５６のクロックパルスのパルス繰
返し周波数は１例えば１００ＭＨｚである。

Ｘ方向パルス電流発生器５３が動作しパルス電流がＸ方
向第１コイル１３に印加されると、Ｘ方向第１コイル１
３で瞬時的磁場変動が発生し、これが原因で磁歪伝達媒
体１１のＸ方向第１コイル１３の巻回部分で磁歪振動波
が生起する。この磁歪振動波は磁歪伝達媒体１１固有の
伝搬速度（約５０００ｍ／秒）で磁歪伝達媒体１１を長
手方向に沿って伝搬する。そして、この伝搬中において
、磁歪振動波が存在する磁歪伝達媒体１１の部位でその
部位の電気機械結合係数の大きさに応じて機械的エネル
ギーから磁気的エネルギーへの変換が行なわれ、そのた
めＸ方向第２コイル１６に誘導起電力が発生する。

第９図はＸ方向第２コイル１６に発生する誘導起電力の
時間的変化の一例を、Ｘ方向第１コイル１３にパルス電
流を印加した時刻１＝０として図示したものである。同
図に示すように、誘導電力の振幅は時刻１＝０直後と時
刻ｔ０からｔ工〜ｔ２秒経過したあたりで大きくなり、
他の時刻では小さくなる。時刻１＝０直後で誘導起電力
の振幅が太きくなるのは、Ｘ方向第１コイル１３とＸ方
向第２コイル１６間の電磁誘導作用によるものであり、
時刻１＝１８〜ｔ２において１サイクルの誘導起電力（
磁歪振動波による誘導電圧）の振幅が大きくなるのは、
Ｘ方向第１コイル１３の巻回部分で発生した磁歪振動波
が、磁歪伝達媒体１１を伝搬して入力ペン３の直下付近
に到達し、その部分で電気機械結合係数が大きくなった
ためである。入力ペン３を磁歪伝達媒体１１の長手方向
に沿って移動させると磁歪振動波による誘導電圧波形も
それに応じて時間軸上を移動する。従って、時刻ｔｌ、
からｔ、〜ｔ２までの時間を測定することにより入力ペ
ン３で指定されたＸ方向の位置、即ち距離Ｑ１を算出す
ることができる０位置を算出するための伝搬時間として
は、たとえば、第９図に示すように磁歪振動による誘導
電圧の振幅が閾値−Ｅｌより小さくなった時点ｔ１、閾
値Ｅ１より大きくなった時点ｔ４を使用しても良く、ま
た、ゼロクロス点し、を使用しても良い。

前述したＸ方向第２コイル１６で発生する誘導起電力は
マルチプレクサ５２を介して増幅器５７に送られ増幅さ
れ、さらに比較器５８に送出される。この比較器５８で
はこの誘導起電力と基準電圧、例えば前述した閾値Ｅ１
とを比較し、誘導起電力が閾値Ｅ、より大きくなった時
、即ち磁歪振動波による誘導電圧の正極性部分を検出し
た時にカウンタ５５にストップパルスを送出し、カウン
タ５５の計数を停止させる。

この時、カウンタ５５には、Ｘ方向第１コイル１３にパ
ルス電流が加えられた時刻からＸ方向第２コイル１６に
磁歪振動波による誘導電圧が現われるまでの時間に対応
するデジタル値が得られる。また。

この値は磁歪振動波が毎秒的５，０００ｍの速さで進む
ことにより、Ｘ方向第１コイル１３から入力ペン３まで
のＸ方向の距離α、に対応したものとなる。

マイクロプロセッサ５０はこの時のカウンタ５５の計数
値、即ちＸ方向位置データを読込む。

ついで、マイクロプロセッサ５０はＹ方向の切換え信号
をマルチプレクサ５１および５２に送出し、Ｙ方向パル
ス電流発生器５９およびＹ方向第２コイル１７を選択し
、同様にして入力ペン３のＹ方向位置データを読込む。

このようにして得られたデジタル値のＸ座標値およびＸ
座標値は、一旦、マイクロプロセッサ５０内のメモリに
記憶され、電子計算機８に送出されるが、の測定開始を
示す信号が出されている間、上述したような測定が繰返
され、その値は更新される。

電子計算機８では、このＸおよびＸ座標値をタッチパネ
ル制御回路６に送出する。また、後述するようにタッチ
パネル制御回路６からタイミング信号が送出されると、
その時点でのＸおよびＸ座標値を指定座標値として入力
する。

この実施例ではＸ方向第１コイル１３、Ｙ方向第１コイ
ル１４を磁歪振動波の発生用に使用し、Ｘ方向第２コイ
ル１６、Ｙ方向第２コイル１７を磁歪振動波の検知用と
して使用したが逆としても良く、その場合には入力ペン
３の直下で磁歪振動波が発生し、第１コイル１３．１４
で誘導電圧が発生することになる。

タッチパネル６０は、第１０図から第１２図に示すよう
に、２枚の導電性フィルム６１と６２およびこれらフィ
ルム６１．６２間に挿入されたスペーサ６３とを有して
いる。導電性フィルム６１は、ポリエステルフィルム等
の透明なベースフィルム６１ａの表面に、炭素（Ｃ）ま
たは酸化インジウム（Ｉｎｋ、）、酸化錫（ＳｎＯ，）
等からなる複数の幅１０〜１５ａ程度の帯状の不透明ま
たは透明な抵抗層（電極）６１ｂ−１〜６１ｂ−２４を
、所定間隔離してほぼ平行に蒸着したものである。導電
性フィルム６２も、これと同様なベースフィルム６２ａ
および電極６２ｂ−１〜６２ｂ−１６とを備えている。

これら電極６１ｂ−１〜６１ｂ−２４と電極６２ｂ−１
〜６２ｂ−１６とは互いに直交している。スペーサ６３
は、感圧導電性ゴムシートで構成されている。この感圧
導電性ゴムはゴムの中に導電性の微細な金属粒子が混在
するもので通常は４通しないが所定の圧力を加えると抵
抗値が激減する性質を持つものである。

これら電極の幅は、第１３図に示すようにタッチパネル
６０上の入力ペン３を持つ手が押える部分Ａ。

並びに他方の手が押える部分Ｂがペン先の位置Ｃより平
均的に２０＋ｍ＋以上離れていることから設定されたも
ので、特にこれに限定されるものではなく、要はＡおよ
びＢの部分とＣを含むスイッチマトリクスとが完全に分
離して認識されれば良い。

よって、各電極６１ｂ−１〜６１ｂ−２４および電極６
２ｂ−１〜６２ｂ−１６は、通常、感圧導電性ゴムシー
トのスペーサ６３に圧力が加わっていない場合導通しな
いが、入カバネル１の最上部の硬質性保護シート２１の
上より入力ペン等で被覆材２０側に押圧すると、この押
圧された位置で交差している電極６１ｂ−１−６１ｂ−
２４と電極６２ｂ−１〜６２ｂ−１６とが導通するマト
リクス状のキースイッチ６８−１〜６８−３８４を構成
するようになっている。これら各電極６１ｂ−１〜６１
ｂ−２４および電極６２ｂ−４〜６Ｚｂ−１６はコネク
タ６４および６５を介して信号線６６に接続され、この
信号ｌｌ１６６はそれぞれタッチパネル制御回路６に接
続される。なお、第１０図から第１２図については厚さ
方向のみ拡大して図示している。

またタッチパネルのスペーサ６３に感圧導電ゴムを用い
たことにより、入力ペン３の圧力が分散されて伝わる。

したがって、電極間の隙間に入力ペンが置かれた場合で
もタイミング信号がとぎれることがない、さらに通常の
ドツトスペーサを用いた場合はこのスペーサ上でペンが
入力した場合タイミング信号はとぎれる、この場合はそ
うしたことをなくすことができる。また、スペーサ６３
としてここでは感圧導電性ゴムシートを用いたが、導電
ゴムシートで構成してもよい。この場合、導電ゴムシー
トの両面には、非導電性物質１例えばシリコンゴム等で
網状に形成された空隙材を、例えばシリコン印刷等によ
り付着させてもよい、この構成では、入力ペン３の押圧
により導電性フィルムシート６１．６２が空隙材のない
部分で導電ゴムシートと接触し導通することになる。

タッチパネル制御回路６は、タッチパネル６０中の検出
された位置座標上のキースイッチを選択し、このスイッ
チに入力ペン３が接触したタイミングを検出するタイミ
ング検出手段を構成するもので、第１４図に示すように
、マイクロプロセッサ３１、アドレスデコーダ３２．ラ
ッチ回路３３〜３５、デコーダドライバ３６．３７、マ
ルチプレクサ３８〜４０、そしてレベル判定回路４１を
有している。

前述したようにタブレット制御回路５より電子計算機８
を介して、入力ペン３のＸおよびＹ座標値がマイクロプ
ロセッサ３１に送られて来ると、このマイクロプロセッ
サ３１は予め記憶しているタブレット１０による位置座
標とタッチパネル６０の各スイッチとの位置関係より、
入力ペン３の座標値を含むスイッチの位置１例えば６８
−７８を検出し、これをタッチパネル６０の電極の位置
に対応するデータ（ＢＣＤコード）に変換してラッチ回
路３３〜３５に送出する。なお、このデータはデータバ
ス４２より各ラッチ回路に送られるが、この際、アドレ
スデコーダ３２により選択的に各ラッチ回路に所定のデ
ータが格納される。

ラッチ回路３３に送出されたデータはデコーダドライバ
３６．３７で解読され、電極６２ｂ−１〜６２ｂ−１６
のうちの選択された１つ、ここでは６２ｂ−４にハイレ
ベル（＋　５　Ｖ）の電圧を与える。一方、ラッチ回路
３４．３５に送出されたデータはマルチプレクサ３８−
４０で解読され、電極６１ｂ−１〜６１ｂ−２４のうち
の選択された１つ、ここでは６１．ｂ−６をレベル判定
回路４１に接続する。

レベル判定回路４１はオペアンプ４３、基準電圧源４４
、および抵抗等からなり、入力電圧が基準電圧ＶＴ以下
であるとローレベル（ＯＶ）の信号を出力し、基準電圧
ＶＴ以上の電圧が入力されるとハイレベルの信号を出力
する。なお、レベル判定回路４１の替りにＡ／Ｄ変換器
を介してマイクロプロセッサ３１に処理させても同様の
事を実現できる。

この時、選択されたスイッチ６ｇ　−７８以外のスイッ
チが入力ペン３を持つ手等に押圧され、導通しても入力
電圧はローレベルのままであるが、上記のスイッチ６８
−７８を入力ペン３で押圧すると、ハイレベルの電圧が
レベル判定回路４１に入力され、従って、レベル判定回
路４１よりハイレベルの信号、即ちタイミング信号が出
力される。このタイミング信号はマイクロプロセッサ３
１より電子計算機８に送出される。

電子計算機８はタイミング信号を受信すると、その時点
におけるタブレット１０およびタブレット制御回路５よ
りのＸおよびＹ座標値を指定座標値として認識する。

入力ペン３を移動させると、それにともなってタッチパ
ネル６０の選択されるスイッチの位置も変化し、同様に
入力ペン３で指示した位置のみ電子計算機８に指定座標
値として認識される。

したがって、タッチパネル制御回路は入力ペンがスイッ
チから離れたタイミングも検出するので、その時点で指
定座標値としての入力を終え、こうしてペンがタッチパ
ネルに接触している時のみ検出された座標値を指定座標
値として入力する。

第１５図はタブレットの他の例を示すものである。

タブレット７０は、同図に示すように上からシールド板
７１ａ、磁性体板７２ａ、　７２ｂ、導体板７３ａ、　
７３ｂ。

磁性体板７２ｃ、　７２ｄ、導体板７３ｅ、７３ｄ、磁
性体板７２ｅ。

７２ｆ、シールド板７１ｂの１２層からなっている。

シールド板７１ａ、　７１ｂは、ガラスエポキシ等の絶
縁性基板７４の片面に銅板７５を貼着したプリント基板
を用いている。

磁性体板７２ａ〜７２ｆは、複数（図示例では８本）の
長尺の磁性体７６をほぼ平行に配列し、これを２枚のガ
ラスエポキシ等の絶縁性基板の間に挾持し、加熱圧着等
により一体化してなるものである。ここで、磁性体７６
としては磁石を接近させても磁化され廻く、即ち保持力
が小さく且つ透磁率（μ）の高い材料、例えば直径が約
０．１＋ｍの断面円形状の已／Ｌ　　　　　　　　　　
　　　　七／ｌ。

アｉｆファスワイヤが用いられる。ア、１＃ｌｆファス
ワイヤとしては、例えば（Ｆｅ、−ｘ　Ｃｏｘ）、、　
Ｓ、ｉ、。

Ｂ　、、　（原子％）（ＸはＦｅとＣＯとの割合を示す
もので、Ｏ〜１の値をとる）等が適している。

導体板７３ａ〜７３ｄは、ガラスエポキシ等の絶縁性基
板の片面に銅板を貼着したプリント基板にエツチング加
工を施し、複数（図示例では１７本）の両端にランド孔
を有する導体を形成してなるものである。

磁性体板７２ａと７２ｂとの間、７２ｃと７２ｄとの間
、そして７２ａと７２ｆとの間はそれぞれ加熱圧着によ
り、また他の基板間は接着用シートを介して接着固定さ
れる。この時、磁性体板７２ａ、７２ｅ、７２ｅの磁性
体はＹ方向、磁性体７２ｂ、７２ｄ、７２ｆ（７）磁性
体はＸ方向に沿って配置され、導体板７３ａ、　７３ｃ
の導体はＹ方向に直交する方向、導体板７３ｂ、７３ｄ
の導体はＸ方向に直交する方向に配置される。

なお、他の製造方法として、２枚の磁性体板７２ａと７
２ｂ、７２ｃと７２ｄ、７２ｅと７２ｆをその磁性体が
互いに直交するように加熱圧着し、その面外側にプリン
ト基板を接着固定し、その後、エツチング処理により導
体を形成し、もしくは形成せず、シールド板７１ａと磁
性体板７２ａ、　７２ｂおよび導体板７３ａとの組、導
体板７３ｂと磁性体板７２ｃ、　７２ｄおよび導体板７
３ｃとの組、並びに導体板７３ｄと磁性体７２ｅ、　７
２ｆおよびシールド板７１ｂとの組を作成し、これらを
さらに接着固定するようにしても良い。タブレット７０
全体の厚さは、実際は３〜５ｍｍ程度であるが、図面で
は厚さ方向のみを拡大して表わしている。

また、タブレット７０において、磁性体板７２ａ、　７
２ｂ。

１２ｅ、　７２ｆ、その中の磁性体７６により励磁線の
周囲に発生する磁束の通り道を構成し、より大きな電磁
誘導を得るためのものであり、特に設けな（ても差支え
ない。また、シールド板７１ａ、　７１ｂは外部からの
通常のノイズの混入、および外部への誘導雑音の放出を
防止するためのものであり、これも特に設けなくても差
支えない。

導体板７３ｂと７３ｄの各導体は、上下に重なり合う導
体同士が一端のランド孔にてスルーホール処理により接
続され、磁性体板７２ｄ中の磁性体７６の周囲を巻回す
るＸ方向の励磁線７７ａ〜７７ｉおよび検出線７８ａ〜
７８ｈを交互に形成する。励磁線７７ａ〜７７ｊの導体
板７３ｂ側の他端は、隣接する励磁線７７ａ〜７７ｊ。

の導体板７３ｄ側の他端に接続され、即ち直列に接続さ
れ、励磁線７７ａの他端と励磁線７７ｉの他端は第１６
図に示すタブレット制御回路８５内の駆動電流源に接続
される。また、各検出線７８ａ〜７８ｈの導体板７３ｂ
の他端は、それぞれ第１６図に示すマルチプレクサ７９
に接続され、検出線７８ａ〜７８ｈの導体板７３ｄ側の
他端は共通に接地される。

導体板７３ａと７３ｃの各導体は、上下に重なり合う導
体同士が一端のランド孔にてスルーホール処理により接
続され、磁性体板７２ｅ中の磁性体７６の周囲を巻回す
るＹ方向の励磁線８１ａ〜８Ｎ−および検出線８２ａ〜
８２ｈを交互に形成する。励磁線８１ａ〜８１ｉの導体
板７３ａ側の他端は、隣接する励磁線８１ａ〜８１ｉの
導体板７３ｃ側の他端に接続され、即ち直列に接続され
、励磁線８１ａの他端と励磁線８１ｊ−の他端は駆動電
流源に接続される。また各検出線８２ａ〜８２ｈの導体
板７３ａ側の他端は、それぞれ第１６図に示すマルチプ
レクサ８０に接続され、検出線８２ａ〜８２ｈの導体板
７３ｅ側の他端は共通に接地される。

このタブレット７０に対応するタブレット制御回路９の
具体的構成を第１６図により、各回路ブロックの説明と
ともに動作について詳述する。

タブレット制御回路８５の電源が投入されると、タブレ
ット７０の励磁線７７ａ〜７７ｉ、　８１ａ〜８１ｉに
は駆動電流源８６より正弦交番電流が流される。この時
、検出線７８ａ〜７８ｈおよび８２ａ〜８２ｈには、励
磁線７７ａ〜７７ｉおよび８１ａ〜８１ｉを流れる交番
電流に基づく電磁誘導により誘導電圧が発生する。この
電磁誘導は磁性体板７２ａ〜７２ｆの磁性体７６を介し
て行なわれるため、磁性体７６の透磁率が大きい程、誘
導電圧の電圧値は大きくなる。

ところで、磁性体７６の透磁率は外部より加わる磁気バ
イアスによって大きく変化する。その変化のようすは磁
性体の組成、交番電流の周波数、あるい磁性体に熱処理
等を加えることなどにより異なるが、ここでは第１７図
に示すように僅かな磁気バイアスを加えた時に最大とな
り、それ以上の磁気バイアスを加えれば加える程減少す
るものとする。

入力ペン３の先端を磁性体７６の上部に位置させると、
棒磁石２５より出た磁束は入力ペン３の先端直下では磁
性体７６にほぼ直交し、また、その両側では徐々に磁性
体７６に沿うようになる。磁性体７６に加えられる磁気
バイアス量は磁束と磁性体７６との交差する角度が小さ
い程大きくなるため、入力ペン３の先端直下で一番小さ
く、ここから離れるに従って徐々に大きくなる。

従って、タブレット７０の上部に通常形成される入力面
に入力ペン３の先端が当てられた時、その先端直下の磁
性体７６に加えられる磁気バイアス量を前述の僅かな磁
気バイアス量に設定し、入力ペン３の先端を検出線７８
ａからＸ方向の距離ｘｓおよび検出線８２ａからＹ方向
の距離ｙｓだけ隔てた入力面の位置に押し当てると、例
えばＸ方向の検出線７８ａ〜７８ｈには、第１８図に示
すように、入力ペン３を置いた位置（指定位置）に最も
近い検出線に発生する電圧値を極大値として、指定位置
から離れるに従って徐々に小さくなる誘導電圧Ｖ工〜Ｖ
、が発生する。第１８図において、横軸は検出線７８ａ
〜７８ｈの位置をそれぞれＸ１〜Ｘ６とするＸ方向の座
標位置を示し、縦軸は電圧値を示している。

一方、この時、前述したと同様に電子計算機８より演算
処理回路８７に測定開始の命令信号を送出すると、演算
処理回路８７は出力バッファ８８を介してマルチプレク
サ７９へ制御信号を送り、Ｘ方向の検出線７８ａ〜７８
ｈの誘導電圧を増幅器８９へ順次入力する。これら各誘
導電圧は増幅器８９で増幅され、検波器９０で整流さ九
て直流電圧に変換され、さらにアナログ−デジタル（Ａ
／Ｄ）変換器９１にてデジタル値に変換さ九、入力バッ
ファ９２を介して演算処理回路８７に送出される。演算
処理回路８７では各誘導電圧（デジタル値）をメモリ９
３に一時記憶し、これらよりＸ方向の座標値Ｘｓを求め
る。

座標値Ｘｓの算出方法は種々考えられるが、誘導電圧が
入力ベン３直下の電圧を極大値としてその両側で減少し
ている点に着目して、この極大値付近の誘導電圧に近似
する函数を求め、その函数の極大値の座標として座標値
Ｘｓを求める方法がある。ここで、例えば、各検出線７
１Ｓａ〜７８ｈの間隔をΔＸとし、第１８図において座
標Ｘ、から座標Ｘ。

までを２次函数（図中、実線で示す）で近似すると。

次のようにして算出することができる。まず、各検出線
の電圧と座標値より Ｖ、＝ａ（Ｘ３−Ｘｓ）２＋ｂ　　　　　−−（１）Ｖ
４＝ａ（Ｘ４−Ｘｓ）２＋ｂ　　　　　・・・・・・（
２）ＶＳ＝　ａ　（Ｘ、−Ｘｓ）”＋　ｂ　　　　　−
・・（３）となる。ここで、ａ、ｂは定数（ａ＜０）で
ある。

また。

Ｘ４−Ｘｌ−Δｘ　　　　　　　　　　−−（４）Ｘ、
−Ｘ３＝２Δｘ　　　　　　　　　−−（５）となる。

（４）、　（５）式を（２）、　（３）式に代入して整
理すると、 Ｘ５＝Ｘ、＋Δｘ／　２　（（３Ｖ３−４　Ｖ＋ｖ、）
／（ｖ３−２Ｖ、＋ＶＳ））・・・・・・（６）となる
。従って、（６）式に検出線７８ｃ、　７８ｄ、７８ｅ
に誘起する電圧Ｖ３．Ｖ、、Ｖ、、および検出線７８ｃ
の座標Ｘ３（既知）を代入して演算することにより、Ｘ
座標値Ｘｓを求めることができる。

演算処理回路８７は、まず各誘導電圧の中より極大値（
ここでは最大の電圧値）を有する誘導電圧Ｖｋを検出す
る。さらに演算処理回路８７はメモリ９３内より誘導電
圧Ｖｋと、その前後の誘導電圧Ｖｋ−，。

Ｖ　ｋ＋１を取り出し、これらをそれぞれ（６）式にお
ける電圧Ｖ、、Ｖ、、Ｖ、として（６）式の演算処理を
行ない、Ｘ座標値Ｘｓを求める。

次に演算処理回路８７は出力バッファ８８を介してマル
チプレクサ８０に制御信号を送り、Ｙ方向の検出線８２
ａ〜８２ｈの誘導電圧を順次入力し、前述と同様な処理
を行ないＹ座標値ｙｓを求める。

このようにして求められたデジタル値のＸおよびＹ座標
値は一旦、メモリ９３に記憶され、電子計算機８に送出
されるが、前述の測定開始を示す信号が出されている間
、上述したような測定および演算が所定時間毎に繰返さ
れ、その値は更新される。

電子計算機８では、前述同様、ＸおよびＹ座標値をタッ
チパネル制御回路６に送出する。また。

前述したようにタッチパネル６０およびタッチパネル制
御回路６からタイミング信号が送出されると、その時点
でのＸおよびＹ座標値を指定座標値として入力する。

第１９図は駆動電流源８６の具体例を示すものである。

駆動電流源８６は、演算処理回路８７のクロックパルス
（またはこれを分周したパルス）を入力信号とし、これ
を積分し、三角波信号に変換する積分回路９４と、この
三角波信号を正弦波信号に変換するバンドパスフィルタ
９５と、オペアンプと電流増幅器とで構成されたパワー
ドライバ９６とを有しており、パワードライバ９６は正
弦波信号を電流増幅して励磁線７７ａ〜７７ｉ、　８１
ａ〜８１ｉへ送出する。なお、基準（入力）信号にクロ
ックパルスを用いたのはタブレット制御回路９と同期を
とるためである。

なお、実施例中の磁性体、励磁線および検出線の本数は
あくまでも一例であり、これに限定されないことはいう
までもない。また検出線の間隔は２〜６１ｍ程度であれ
ば比較的精度良く位置検出できることが実験により確か
められている。また、位置指定用磁気発生器も電磁石に
限定されることはなく、板、リング、鉤体等でもよく、
あるいは電磁石でもよい。

また感圧導電ゴムは筆圧が５０ｇで導通するものも作れ
るのでこれを用いれば非常に軽いタッチで人力が可能と
なる。

［発明の効果］ 以上説明したようにこの発明によれば、まず座標検出装
置は、位置指示器は定常的な磁場を発生する磁気発生器
を備えたもののみでよいからコードレスにすることがで
き操作性がよく、またタイミング信号を送るための送信
機や電池等を必要としない。また、２枚のスイッチ状ス
イッチ板間は入力ペンの押圧によってのみその部分のス
イッチを導通させる導電性弾性材を挿入しているので、
軽いタッチで通常の筆記動作と同じような感覚で入力で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の入力装置の一実施例の基本的構成を
示す斜視図、第２図は入カバネルの概略的構成を一部省
略しかつ拡大して示す断面図、第３図は制御装置の概略
構成を示すブロック図、第４図は入力ペンの断面図、第
５図はタブレットの構造を示す平面図、第６図は第５図
ＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図、第７図は磁気バイアス対電
低機械結合溝起電力の時間的変化の一例を示すグラフ、
第１Ｏ図はタッチパネルの主要部を分解して示す斜視図
、第１１図はタッチパネルの全体をしめず斜視図、第１
２図はタッチパネルの要部を拡大して示す断面図。 第１３図はタッチパネル上における入力ペン３を持つ手
と他方の手および入力ペンのペン先の位置との関係を示
す説明図、第１４図はタッチパネル制御回路を示すブロ
ック図、第１５図はタブレットの他の実施例を分解して
示す斜視図、第１６図は第１５図のタブレットにおける
タブレット制御回路を示すブロック図、第１７図は磁気
バイアス対透磁率の特性図、第１８図はＸ方向の各検出
線に発生する誘導電圧の一例を示すグラフ、第１９図は
駆動電流源の具体例を示す電気回路図である。 図中、１は入カバネル、２は制御装置、３は入力ペン、
４は電源装置、５はタブレット制御回路、６はタッチパ
ネル制御回路、１０はタブレット、３０は硬質シート、
６０はタッチバネａｘ、ａ２は導電性フィルム、６３は
スペーサである。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）定常的な磁場を発生させる位置指示器で指定され
   たタブレット上の座標を検出する座標検出装置において
   、前記タブレット上に載置され、２枚のマトリックス状
   スイッチ板とその間に介在し、前記位置指示器の押圧に
   よってその部分の前記スイッチ板のスイッチを導通させ
   る導電性弾性部材で構成されたスペーサとを有するタッ
   チパネルと、前記タブレットで検出された座標値を読み
   込んで前記マトリックス状スイッチのうち前記座標値を
   含むスイッチを選択する手段と、そのスイッチがオンに
   なったタイミングを検出する手段とを備えたことを特徴
   とする座標検出装置。
2. （２）特許請求の範囲第１項において、前記スペーサは
   感圧導電ゴムで構成されていることを特徴とする座標検
   出装置。
3. （３）特許請求の範囲第１項において、前記スペーサは
   導電ゴムと、この導電ゴムの両面に設けられたほぼ格子
   状に形成された非導電性の線状材とで構成されているこ
   とを特徴とする座標検出装置。