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JPS62147521A - Coordinates input device - Google Patents

Coordinates input device

Info

Publication number
JPS62147521A
JPS62147521A JP60287951A JP28795185A JPS62147521A JP S62147521 A JPS62147521 A JP S62147521A JP 60287951 A JP60287951 A JP 60287951A JP 28795185 A JP28795185 A JP 28795185A JP S62147521 A JPS62147521 A JP S62147521A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
panel
panel board
coordinate
tilt
displacement
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP60287951A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takao Takahashi
高橋 岳雄
Yoshio Fujishita
藤下 芳夫
Tadahiro Nagayama
長山 忠洋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP60287951A priority Critical patent/JPS62147521A/en
Publication of JPS62147521A publication Critical patent/JPS62147521A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To obtain the titled device that can secure easily the reliability for a long period of time with simple construction, by providing a panel supported elastically by at least three points, and a detecting means which detects the tilt of the panel to calculate the input coordinate from the tilt of the panel. CONSTITUTION:Four elastic supporters 2 are set on a substrate 3 and a panel 1 is put on those supporters 2 so that both supporters 2 and the panel 1 can move up and down in response to each other. A tilt detector 4 detects the tilt of the panel 1 against the substrate 3 by means of a movable element 40 and a fixed element 41. Then the coordinate value at a point on the panel 1 which is pushed by a finger or a pen, etc. is calculated by a coordinate calculating circuit 5 with the signal of the detector 4 in the form of an output signal 6.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、指あるいはペンなどにより押下指示したパ
ネル板上の位置座標を検出し、計71機などに入力する
座標入力装置に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] This invention relates to a coordinate input device that detects the position coordinates on a panel board that is pressed with a finger or a pen, and inputs the detected position coordinates to a total of 71 machines, etc. .

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来よりコンピュータ、情報端末機器等の入力装置では
、ディスプレイ装置と独立分離したキーボードあるいは
ディジタイザが多く用いられてきている。しかし、これ
らの入力装置では表示部と操作入力部とが離れており、
また1史用法が複雑であるなど操作性がよくなく、さら
に高価であるなどの欠点を有していた。
2. Description of the Related Art Traditionally, input devices for computers, information terminals, and the like have often used keyboards or digitizers that are separate from a display device. However, in these input devices, the display section and the operation input section are separated,
In addition, it has disadvantages such as complicated usage, poor operability, and high cost.

一方、ディスプレイti置と入力装置とを一体的に組み
合せた構成とし、ディスプレイの表示面上を指あるいは
ペンにより指示することによって入力処理する入出カ一
体形の装置、いわゆるタッチ入力装置が操作性能に優れ
ていることから、増えつつある。この入力装置の代表的
な方法としては、透明導電フィルムを使ってスイッチマ
トリックスを構成した方式、透明抵抗シートを用いて電
圧・電流の分割特性より座標を検出する方式、走査光ビ
ームの遮断により座標を検出する光遮断方式。
On the other hand, a so-called touch input device, which is a device with an integrated input/output device that processes input by pointing a finger or a pen on the display surface, has a configuration that combines a display and an input device in an integrated manner. Due to its superiority, it is increasing in number. Typical methods for this input device include a method that uses a transparent conductive film to configure a switch matrix, a method that uses a transparent resistive sheet to detect coordinates based on voltage/current division characteristics, and a method that detects coordinates by blocking a scanning light beam. A light blocking method that detects

表面波の伝播時間等を検出てる方式、透明バネル板を押
したときの支持部の分力あるいは変位を利用した機械的
な検出方式等がある(例えば、日経エレクトロニクス、
+984.7.2号、P2+3参照)。
There are methods that detect the propagation time of surface waves, etc., and mechanical detection methods that use component force or displacement of the support when a transparent panel plate is pressed (for example, Nikkei Electronics,
+984.7.2, see P2+3).

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかし、これらのうち機械的な検出方式を除くと、一般
的に装置の構成が複雑で高価であり、また街頭等での不
特定多数の人々に使用されるような場合には、粗暴な入
力操作等に対する信頼性を確保しKくいなどの欠点があ
った。
However, with the exception of mechanical detection methods, the device configuration is generally complex and expensive, and when used by an unspecified number of people on the street, it requires harsh input. There were drawbacks such as difficulty in ensuring reliability in operation, etc.

他方、機械的な検出方式は構造の簡単さ、支持用の弾性
ばねの選択の容易さ、さらには不特定多数の人々の使用
の場合に操作に対する信頼性を確保しやすいなどの点で
優れている。機械的な検出方式においては、支持部の分
力を支持体に貼付した歪ゲージ等で検出して座標を求め
る分力検出方法と、支持部の変位を一次元イメージ七ン
サあるいは歪ゲージ出力から変換して検出して座標値を
求める変位検出方法が一般的に使用されている。
On the other hand, mechanical detection methods are superior in terms of simple structure, ease of selecting elastic springs for support, and ease of ensuring operational reliability when used by an unspecified number of people. There is. In the mechanical detection method, there is a component force detection method in which coordinates are obtained by detecting the component force of the support part with a strain gauge attached to the support body, and a component force detection method in which the displacement of the support part is detected from a one-dimensional image sensor or strain gauge output. A displacement detection method that calculates coordinate values by converting and detecting is generally used.

このため、歪ゲージを貼付したものでは、歪ゲージを長
期間一定状態で保持し安定した検出を確保するのが困難
であり、またイメージセンサを使用するものでは、イメ
ージセンサを支持の数だけ必要とするため高価になるな
どの欠点があった。
For this reason, it is difficult to hold the strain gauge in a constant state for a long period of time to ensure stable detection with a strain gauge attached to it, and with an image sensor, it is necessary to have as many image sensors as there are supports. However, it has disadvantages such as being expensive.

この発明は、上記の問題点を解決するためになされたも
のであり、構成が簡単で、しかも街頭での不特定の人の
使用にも長期間信頼性を確保することが容易にできる座
標入力装置を提供することを目的とする。
This invention was made in order to solve the above problems, and is a coordinate input system that has a simple configuration and can easily ensure long-term reliability even when used by unspecified people on the street. The purpose is to provide equipment.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

この発明に係る座標入力装置は、少なくとも3点で弾性
支持されたパネル板と、このパネル板の傾きを検出する
傾き検出手段とを有し、さらK。
The coordinate input device according to the present invention includes a panel plate elastically supported at at least three points, and an inclination detecting means for detecting the inclination of the panel plate.

パネル板上の押下位置座標を検出したパネル板の傾きか
ら入力座標を計算する座標算出用回路とを設けたもので
ある。
A coordinate calculation circuit is provided for calculating input coordinates from the tilt of the panel board that detects the coordinates of the pressed position on the panel board.

〔作用〕[Effect]

この発明においては、パネル板上の1点を押圧すると、
パネル板が傾く。弾性支持された3点における傾きを傾
き検出手段でそれぞれ検出し、こ位置座標を求める。
In this invention, when one point on the panel board is pressed,
The panel board is tilted. The inclinations at the three elastically supported points are detected by the inclination detecting means, and the coordinates of these positions are determined.

〔実an) 第1図はこの発明の一実施例の概略組成を示す−であっ
て、1はパネル板、2は弾性支持体、3は基板、4は前
記パネル板1に設けられたi■動素子40と基板31C
設けられた固定素子41とからなる傾き検出器、5は座
標算出用回路である。この実施例は基板3上に4個の弾
性支持体2を設置し、この弾性支持体2の上にパネル板
1を弾性支持体2とパネル板1とが連動して上下方向に
移動できるように載置した構成である。そして、パネル
板1上の1点を指あるいはペン等で押下した時の押下点
の座標値を、パネル板1の基板3に対する傾ぎを可動素
子40と固定素子41とによって検出する傾き検出器4
0信号によって座標算出用回路5で計算して出力信号6
として得るものである。なお、上記実施例では弾性支持
体2を4個としたが、これは最低3個でもよいことは明
らかである。
[Actual An] Figure 1 shows a schematic composition of an embodiment of the present invention, in which 1 is a panel board, 2 is an elastic support, 3 is a substrate, and 4 is an i provided on the panel board 1. ■Dynamic element 40 and substrate 31C
A tilt detector consisting of a fixed element 41 is provided, and 5 is a coordinate calculation circuit. In this embodiment, four elastic supports 2 are installed on a substrate 3, and a panel board 1 is placed on the elastic supports 2 so that the elastic supports 2 and the panel board 1 can move in the vertical direction in conjunction with each other. This is the configuration mounted on the Then, when one point on the panel board 1 is pressed down with a finger or a pen, etc., a tilt detector detects the coordinate value of the pressed point and the inclination of the panel board 1 with respect to the substrate 3 using a movable element 40 and a fixed element 41. 4
0 signal, the coordinate calculation circuit 5 calculates and outputs the signal 6.
This is what you get as follows. In the above embodiment, the number of elastic supports 2 is four, but it is clear that the number of elastic supports 2 may be at least three.

ここで、まずこの発明の座標検出原理を説明する。First, the coordinate detection principle of this invention will be explained.

第2図は検出原理を説明する図であって、図中第1図と
同一符号は同じ機能部分を表す。また第2図において、
パネル板10寸法は2aX2bとし、パネル板1上の座
標軸X−Yをパネル板1の中央が原点0となるように定
め、支持点をA(−a、b)、B(al  b)、C(
−al −bL  D(a、−b)の4点とする。さら
に、パネル板1上の点P(X、Y)をカFで押下したと
きのパネル板1の状態を破線rで表す。
FIG. 2 is a diagram for explaining the detection principle, and the same reference numerals as in FIG. 1 represent the same functional parts. Also, in Figure 2,
The dimensions of the panel board 10 are 2aX2b, the coordinate axes X-Y on the panel board 1 are set so that the center of the panel board 1 is the origin 0, and the support points are A (-a, b), B (al b), C. (
-al -bL D(a, -b) as 4 points. Further, the state of the panel board 1 when the point P (X, Y) on the panel board 1 is pressed down with the hand F is represented by a broken line r.

いま、点P(X、Y)の押下により、支持点A。Now, by pressing point P (X, Y), support point A is set.

B、C,DがそれぞれΔa、Δb、ΔC9Δdだけ変位
(下向きを正とする)し、パネル板1がX軸、 Y2O
2に対しそれぞれ角度θえ、θア(θ工、θアは原点に
対して反時計回りを正とする)傾斜したとする。この場
合、パネル板1を剛体とみな丁と。
B, C, and D are displaced by Δa, Δb, and ΔC9Δd, respectively (downward is positive), and panel board 1 is on the X axis, Y2O
Suppose that the angle θ and θa are tilted with respect to 2 and θa (the angle θ and θa are positive when counterclockwise with respect to the origin). In this case, the panel board 1 is considered a rigid body.

支持点A、B、C,DK加わる分力fa + fb l
 fc+fd(下向きを正とする)K関して次式が成り
立つ。
Component force fa + fb l applied at support points A, B, C, and DK
Regarding fc+fd (downward is positive), the following equation holds true.

F =fa + fb + fc + fd1第(1)
式より押下点P(X、Y)の座標は次式□得られる。
F = fa + fb + fc + fd1st (1)
From the formula, the coordinates of the pressed point P (X, Y) can be obtained from the following formula □.

すなわち支持点A、B、C,Dの分力より押下。In other words, it is pressed down by the component forces of support points A, B, C, and D.

Pの座標を算出する場合の原理式であり、4つ1分力’
an fb+ f6+ fd  を検出する必要がある
次に、弾性支持体2の支持点A、B、C,Dてべて同じ
弾性率kを有するとすると、各支持a、B、C,Dの変
位は次式で表せる。
This is the principle formula for calculating the coordinates of P, and is 4 1 component force'
It is necessary to detect an fb+ f6+ fd Next, assuming that support points A, B, C, and D of the elastic support body 2 all have the same elastic modulus k, the displacement of each support a, B, C, and D is can be expressed by the following formula.

第(3)式を第(2)式に代入して次式を得る。Substituting equation (3) into equation (2) yields the following equation.

なお、第(4)式は従来の機械的な変位検出方法、すな
わち支持点A、B、C,J)の変位より押下点’c−p
の座標を算出する原理式であり、4つの変位Δa、Δb
、 ΔC5Δdを検出する必要がある。さらに、座標中
心(0,0)の押下による変位をhoとして、各支持点
A、B、C,Dでの変位Δa、Δb。
Note that Equation (4) is based on the conventional mechanical displacement detection method, that is, from the displacement of the support points A, B, C, J), the pressing point 'c-p
This is the principle formula for calculating the coordinates of the four displacements Δa, Δb
, ΔC5Δd must be detected. Furthermore, displacements Δa and Δb at each support point A, B, C, and D, assuming that the displacement caused by pressing the coordinate center (0, 0) is ho.

ΔC1Δdを傾きθ1.07によって表すと、次式薇 
  第(5)式を第(4)弐に代入すると1次式を得る
When ΔC1Δd is expressed by the slope θ1.07, the following equation is obtained.
Substituting the equation (5) into the second equation (4) yields a linear equation.

よりて X=−tanθX  I……o””………(7)h。By the way X=-tanθX I...o""......(7) h.

となり、この第(7)式がこの発明の原理式であり、変
位h0と傾きθ8.θアを検出すればよい。なお、第(
7)式のhoはパネル板1の中央部の変位であるが、h
oはパネル板1の任意の点の変位から容易に換算できる
。例えばパネル板10点(a、0)で傾き検出器4と一
諸に変位り、を検出する場合には、hO” h@ −a
 tanθ8で換算できる。
This equation (7) is the principle equation of the present invention, and the displacement h0 and the inclination θ8. It is sufficient to detect θa. In addition, No. (
7) In the equation, ho is the displacement of the center part of the panel board 1, but h
o can be easily converted from the displacement of any point on the panel board 1. For example, when detecting the displacement of the panel board at 10 points (a, 0) with the tilt detector 4, hO" h@-a
It can be converted using tanθ8.

上述したように、この発明ではパネル板1の押下点Pの
座標を第(7)式のよ5に、押下時のパネル板1の傾き
θ(θ8.θ7)と任意点の変位(例えばh6 + h
@など)とKよって求めることができる。以下では、各
機能部分の具体的な構成例を説明する。
As described above, in this invention, the coordinates of the pressed point P of the panel board 1 are expressed as Equation (7) 5, and the inclination θ (θ8, θ7) of the panel board 1 at the time of pressing and the displacement of an arbitrary point (for example, h6 +h
@, etc.) and K. Below, a specific example of the configuration of each functional part will be explained.

パネル板1は、押下したとぎに板目体のたわみが小さい
平板であればよく、目的、用途に応じて高分子材料、金
属材料等広く使用できる。透明タッチパネルとして使用
する場合には、アクリル板。
The panel plate 1 may be any flat plate whose grains have a small deflection when pressed, and can be made of a wide variety of materials such as polymer materials and metal materials depending on the purpose and use. Acrylic board when used as a transparent touch panel.

ガラス板などが好適である。A glass plate or the like is suitable.

弾性支持体2は基板3KLつかり固定され、しかもパネ
ル板1と連動して基板3に対して垂直方向に変位するこ
とが必要である。第3図(a)、 (b)は弾性支持体
2の具体的な構成例である。
The elastic support 2 is fixed to the substrate 3KL, and is required to be displaced in a direction perpendicular to the substrate 3 in conjunction with the panel plate 1. FIGS. 3(a) and 3(b) show specific structural examples of the elastic support 2. FIG.

まず、第3図(a)の例では、20は頂部に球部を有す
る支持片、21は前記支持片20を上端部に固定接続し
たばね、22は円筒状の案内であり、案内22は基板3
に固設され、案内22の内部にはばね21と案内22の
内壁を摺動自在に移動するようにセリ付けられた支持片
20とが設けられている。また支持片20の頂部の球部
はパネル板1に設けられた球座11によって回転のみ自
在に接続されている。さらに、案内22の内側上部には
支持片2aを係止させて飛び出しを防止する突起23が
設けられている。
First, in the example shown in FIG. 3(a), 20 is a support piece having a ball on the top, 21 is a spring fixedly connected to the upper end of the support piece 20, and 22 is a cylindrical guide. Board 3
A spring 21 and a supporting piece 20 are provided inside the guide 22 so as to be slidably movable on the inner wall of the guide 22. Further, the spherical portion at the top of the support piece 20 is rotatably connected by a spherical seat 11 provided on the panel plate 1. Furthermore, a protrusion 23 is provided on the inner upper part of the guide 22 to lock the support piece 2a and prevent it from popping out.

第3図(a)の例では、パネル板1が押下されると、支
持点の分力に応じて支持片20はばね21に洸し【上下
方向に案内22の内壁にガイドされながら移動する。こ
の時、下方への移動量が過大になるとパネル板1が案内
22の上面に突き当り、一方、上方への移動量が過大に
なると支持片20が突起23に突き当って、ばね21等
への過大負荷を防止できる。またパネル板1と弾性支持
体2との接続を球座11を用いて回転自在に行っている
ので、パネル板1の傾きを拘束することなく、しかも、
弾性支持体2とパネル板1とを連動して上下方向に移動
することができる。
In the example of FIG. 3(a), when the panel board 1 is pressed down, the support piece 20 is moved by the spring 21 according to the component force of the support point [moves in the vertical direction while being guided by the inner wall of the guide 22]. . At this time, if the amount of downward movement becomes excessive, the panel plate 1 will hit the upper surface of the guide 22, while if the amount of upward movement becomes too much, the support piece 20 will hit the protrusion 23, causing damage to the spring 21, etc. Overload can be prevented. In addition, since the connection between the panel board 1 and the elastic support body 2 is made rotatable using the spherical seat 11, the inclination of the panel board 1 is not restricted, and moreover,
The elastic support 2 and the panel board 1 can be moved in the vertical direction in conjunction with each other.

次に、第3図(b)は弾性支持体2の他の構成例であっ
て、両端をU字状に曲げた2本の線状あるいは細くかつ
薄い板状の平行ばね24.24’を交ささせるように基
部251C取り付けた構成である。
Next, FIG. 3(b) shows another example of the structure of the elastic support 2, in which two linear or thin plate-like parallel springs 24 and 24' with both ends bent into a U-shape are used. This is a configuration in which the base portions 251C are attached so as to intersect.

この例では、平行ばね24,24’の交さ部に固設した
支持片26によってパネル板1と接続することによって
、パネル板1の傾き等の影響を平行ばね24.24’の
作用によって取り除いて、安定した上下方向の移動を実
現できる。
In this example, the parallel springs 24, 24' are connected to the panel plate 1 by means of a supporting piece 26 fixed at their intersection, so that the influence of the inclination of the panel plate 1 is removed by the action of the parallel springs 24, 24'. This enables stable vertical movement.

さらK、弾性支持体2としては、他に従来より知られて
いるスパイラルばね1片持ちばね、パンタグラフばね単
体あるいはこれらを組み合せたものを使用できる。また
3点で支持する場合には、パネル板1を弾性支持体2上
に載置するだげでもよい。
Additionally, as the elastic support 2, a conventionally known spiral spring, a cantilever spring, a pantograph spring alone, or a combination of these can be used. Further, in the case of supporting at three points, the panel board 1 may simply be placed on the elastic support body 2.

傾き検出器4の構成例を第4図に示す。図中、42は前
記パネル板1に取り付げられた可動素子40となるスポ
ット光源であり、43は前記スポット光源42に対向し
て基板3に増り付げられた固定素子41となる2次元半
導体装置検出素子である。スポット光源42はLED、
半導体レーザ等が使用でき、第4図の例のようにスポッ
ト光源42を直接パネル板1になり付けてもよいし、パ
ネル板1に反射鏡を設けて、別に備えた光源からの光を
反射させて使用してもよい。2次元半導体装置検出素子
(以下、「PSD」という)43は、高抵抗半導体Si
の片面あるいは両面に均一な抵抗層を持りた断面構造を
持ち、抵抗層の両端に信号取出し用の2対の電極45+
  45’、4L  46’が設けられている。このP
SD43の検出面441/C光線が入射すると、光電効
果により光入射位置から入射エネルギーに比例する光電
流が発生する。
An example of the configuration of the tilt detector 4 is shown in FIG. In the figure, 42 is a spot light source that becomes a movable element 40 attached to the panel board 1, and 43 is a spot light source 2 that becomes a fixed element 41 that is attached to the substrate 3 opposite to the spot light source 42. It is a dimensional semiconductor device detection element. The spot light source 42 is an LED,
A semiconductor laser or the like can be used, and the spot light source 42 may be attached directly to the panel board 1 as in the example shown in FIG. 4, or a reflecting mirror may be provided on the panel board 1 to reflect light from a separate light source. It may also be used. The two-dimensional semiconductor device detection element (hereinafter referred to as "PSD") 43 is a high-resistance semiconductor Si
has a cross-sectional structure with a uniform resistance layer on one or both sides, and two pairs of electrodes 45+ for signal extraction are provided at both ends of the resistance layer.
45', 4L 46' are provided. This P
When the light beam enters the detection surface 441/C of the SD 43, a photocurrent proportional to the incident energy is generated from the light incident position due to the photoelectric effect.

そして、この光電流はそれぞれの電極までの抵抗値(換
言すると、光入射位置と電極の距離)K逆比例するよ5
に分割され各電極から取り出されるので、各対の電極か
らの電流値によって光入射位置の2次元座標が求められ
る〔例えば、センサ技術、Vol、 5. No、6 
(1985) 140および142参照〕。
This photocurrent is inversely proportional to the resistance value to each electrode (in other words, the distance between the light incident position and the electrode).
Since the light is divided into two and taken out from each electrode, the two-dimensional coordinates of the light incident position can be determined from the current value from each pair of electrodes [for example, Sensor Technology, Vol. 5. No. 6
(1985) 140 and 142].

なお、PSDには2対の電極の取り付は構造により2種
類あり、同一抵抗層に直交する2対の電極を取り付けた
ものを表面分割形PSD、表面と裏面の抵抗層にそれぞ
れ直交するよ5に1対ずつ電極を取り付けたものを両面
分割形PSDと呼ぶ。
There are two types of PSDs with two pairs of electrodes attached depending on their structure: a surface-split PSD with two pairs of electrodes attached perpendicular to the same resistance layer, and a split-surface PSD with two pairs of electrodes attached perpendicular to the resistance layers on the front and back sides. A PSD in which one pair of electrodes is attached to each side of the PSD is called a double-sided split type PSD.

次に、第4図の傾き検出器4の動作原理を説明する。ス
ポット光源42とPSD43の距離をLとし、PSD4
3の検出面44上のスポット光源42からの光スポット
が、パネル板1の押下によって座標(0,0)から座標
(x、y)に移動したとすると、このときのパネル板1
の傾きθ工。
Next, the principle of operation of the tilt detector 4 shown in FIG. 4 will be explained. The distance between the spot light source 42 and the PSD 43 is L, and the PSD 4
Suppose that the light spot from the spot light source 42 on the detection surface 44 of No. 3 moves from the coordinates (0, 0) to the coordinates (x, y) by pressing the panel board 1.
Inclination θ

θTは次式で求めることができる。θT can be determined using the following formula.

したがって、座標値Xの変化を電極45−45’で、座
標値yの変化を電極46−46’で検出するととKより
パネル板1の傾きを検出することができる。
Therefore, if a change in the coordinate value X is detected by the electrodes 45-45' and a change in the coordinate value y is detected by the electrodes 46-46', the inclination of the panel board 1 can be detected from K.

なお、パネル板1の変位量(例えば前述したha)は、
PSD43の光スボッBcよる1対の電極に出力する検
出電流値の総和が、光スポットの強度に比例して変化す
る特性を利用して検出できる。
In addition, the displacement amount of the panel board 1 (for example, the above-mentioned ha) is
The total sum of detected current values output to a pair of electrodes by the optical spot Bc of the PSD 43 can be detected using the characteristic that it changes in proportion to the intensity of the optical spot.

すなわち1.パネル板1の押下による変位に伴ってスポ
ット光源42とPSD43との距離りが変化するので、
これkよる検出面44上の光スポットの強度変化を監視
することKよりパネル板1の変位り、を検出できる。こ
の場合には、PSD43の電極45−45’または46
−46’からの出力電流の総和の変化量により、パネル
板1の変位量を算出する。なお、傾斜に伴う距離りの変
化分は傾きθ(08,θ、)lCよりて求め、補正する
こともできる。
That is, 1. As the distance between the spot light source 42 and the PSD 43 changes as the panel board 1 is displaced by pressing down,
By monitoring the intensity change of the light spot on the detection surface 44 due to this, the displacement of the panel board 1 can be detected from K. In this case, the electrodes 45-45' or 46 of the PSD 43
The amount of displacement of the panel board 1 is calculated based on the amount of change in the total output current from -46'. Note that the change in distance due to the inclination can also be determined and corrected from the inclination θ(08, θ,)lC.

ここで、パネル板1の変化量の検出には、パネル板1の
任意の位置に、従来より知られている谷量形、差動変圧
器形、うず電流形等の変位検出器を別に設置することK
よってもよい。
Here, in order to detect the amount of change in the panel board 1, a conventionally known displacement detector such as a trough type, a differential transformer type, an eddy current type, etc. is installed separately at an arbitrary position on the panel board 1. K to do
It's okay to lean on it.

座標算出用回路5の構成例を第5図、第6図。Examples of the configuration of the coordinate calculation circuit 5 are shown in FIGS. 5 and 6.

第7図に示す。It is shown in FIG.

第5図の例はPSDとして表面分割形P S D 43
’を用い、2対の1145−45’、  46−46’
がPSDのP層に設けられた例である。
The example in Figure 5 is a surface-divided type PSD 43 as a PSD.
', two pairs of 1145-45', 46-46'
is provided in the P layer of the PSD.

第6図はPSDとして両分割形P S D 43’を用
い、電極45−45’がP層に、電極46−46’がN
層に設けられた例であり、第5図とはPSDへのバイア
ス電位の与え方が異なる。
In FIG. 6, a double-split type PSD 43' is used as the PSD, with electrodes 45-45' being the P layer and electrodes 46-46' being the N layer.
This is an example in which the PSD is provided in a layer, and differs from that in FIG. 5 in how the bias potential is applied to the PSD.

さらに、第7図は第5図の表面分割形PSD43’にパ
ネル板1の変位を測定する変位計7を別に設けた例であ
る。
Furthermore, FIG. 7 shows an example in which a displacement meter 7 for measuring the displacement of the panel board 1 is separately provided in the surface-divided type PSD 43' of FIG.

これらの図において、50は直流増幅器、51はマルチ
プレクサ、52はA/Dコンバータ、53はCPU、5
4はメモリ、55.55’、55’は工10ボート、5
6は共通バスである。PSD43の電極45−45’、
  46−46’および変位計7はそれぞれ直流増幅器
50を介してマルチプレクサ51に接続され、マルチプ
レクサ51の出力はA/Dコンバータ52を介してr1
0ボート55′に接続される。またメモリ54.出力用
のI10ボート55.マルチプレクサ51とA/Dコン
バータ制御用のI10ポート55’およびI10ポート
55′は共通バス56によってCPU53に接続。
In these figures, 50 is a DC amplifier, 51 is a multiplexer, 52 is an A/D converter, 53 is a CPU, 5
4 is memory, 55.55', 55' is engineering 10 boats, 5
6 is a common bus. Electrodes 45-45' of PSD43,
46-46' and the displacement meter 7 are each connected to a multiplexer 51 via a DC amplifier 50, and the output of the multiplexer 51 is connected to r1 via an A/D converter 52.
0 port 55'. Also, the memory 54. I10 port for output 55. The multiplexer 51 and the I10 port 55' and I10 port 55' for A/D converter control are connected to the CPU 53 by a common bus 56.

制御される構造である。It is a controlled structure.

第8図、第9図は座標算出用回路5の動作のフローチャ
ートの一例であり、第8図は第5図、第6図の座標算出
用回路5に対するものであり、第9図は第7図の変位計
7を別に設けたmts算出用回路5に対するものである
8 and 9 are examples of flow charts of the operation of the coordinate calculation circuit 5. FIG. 8 is for the coordinate calculation circuit 5 of FIGS. 5 and 6, and FIG. 9 is for the coordinate calculation circuit 5 of FIGS. This is for the mts calculation circuit 5 in which the displacement meter 7 shown in the figure is provided separately.

はじめに、第8図によってこの発明の第5図。First, FIG. 5 of this invention by FIG.

第6図の実施例の動作を説明する。なお、(1)〜a3
は各ステップを示す、まず、初期設定を行った後(1)
、パネル板1上の1点P(X、Y)を指あるいはペン等
で押下すると、パネル板1は弾性支持体2に加わる分力
に応じて変位して傾斜する。この時、パネル板1に設け
られたスポット光源42の光軸も傾斜し、これに伴って
PSD43の検出面44上の光スポットは面上を移動す
る。この移動した光スポットの位意をx、yとすると、
電極45−45′には座標値Xに応じた信号X1+X1
が、また電極4B−46’には座標値yに応じた信号Y
t+y2がそれぞれ出力されるので、これを直流増幅器
50によって増幅した後、CPU53の指示によってマ
ルチプレクサ51とA/Dフンバータ52により順次デ
ィジタル信号としてメモリ54に記憶する((2)〜(
7))。
The operation of the embodiment shown in FIG. 6 will be explained. In addition, (1) to a3
shows each step. First, after initial settings (1)
, when one point P (X, Y) on the panel board 1 is pressed down with a finger or a pen, the panel board 1 is displaced and tilted in accordance with the component force applied to the elastic support 2. At this time, the optical axis of the spot light source 42 provided on the panel board 1 is also tilted, and the light spot on the detection surface 44 of the PSD 43 moves along the surface. Letting the position of this moved light spot be x, y,
A signal X1+X1 corresponding to the coordinate value X is applied to the electrodes 45-45'.
However, the electrode 4B-46' has a signal Y corresponding to the coordinate value y.
Since t+y2 is outputted, it is amplified by the DC amplifier 50, and then sequentially stored in the memory 54 as a digital signal by the multiplexer 51 and A/D converter 52 according to instructions from the CPU 53 ((2) to (
7)).

次に、このメモリ54内のデータを用いて第(8)式に
より角度θ工、θ1を演算し、メモリ54に記憶する(
8)。ここで、角度算出に必要な座標(x、y)の算出
には入射光エネルギーの総和x1+x2(あるいはY1
+3’りと、出力信号x1もしくはxz(あるいはyI
もしくはYt)との比によって求めることができる。
Next, using the data in the memory 54, the angle θ and θ1 are calculated by equation (8) and stored in the memory 54 (
8). Here, to calculate the coordinates (x, y) necessary for angle calculation, the total incident light energy x1 + x2 (or Y1
+3' and the output signal x1 or xz (or yI
or Yt).

次に、パネル板1の変位量h1を演算し、メモリ54に
記憶する(9)。ここで、変位量の算出には前述したよ
うに、入射光エネルギーの総和X、+X2 (あるいは
Yt+)’t)の変位量によって求めることができる。
Next, the displacement h1 of the panel board 1 is calculated and stored in the memory 54 (9). Here, as described above, the displacement amount can be calculated from the displacement amount of the total incident light energy X, +X2 (or Yt+)'t).

さらに、メモリ54に記憶された角度θ8.θア。Furthermore, the angle θ8. θa.

変位ihaのデータにより、第(7)式に従ってY値。Y value according to equation (7) using the data of displacement iha.

Y値を演算し記憶しQl、αυ、必要に応じてI10ポ
ート55より出力信号6として計算機等に入力する(α
a、Q3)。
Calculate and store the Y value, Ql, αυ, and input it to a computer etc. as an output signal 6 from the I10 port 55 as necessary (α
a, Q3).

このように、第8図に示した動作フローを周期的に繰り
返し行わせることにより、パネル板1への任意時間の押
下入力に対して処理することができる。
In this way, by periodically repeating the operation flow shown in FIG. 8, it is possible to process a press input to the panel board 1 at an arbitrary time.

第7図の実施例の動作を説明するだめの第9図の動作フ
o−については、ステップ+2+’、 L91’の点で
第8図のステップ(2+、 (91と異なる。すなわち
、マルチプレクサ51からの入力信号として変位計1の
信号が追加され(2ど、またパネル板1の変位量の演算
がこの信号から直接実施される(9トの点で第8図と異
なるだけで、他の動作については第8図と同じである。
Regarding the operation diagram o- of FIG. 9, which is necessary to explain the operation of the embodiment of FIG. The signal from displacement meter 1 is added as an input signal from (2), and the calculation of the displacement amount of panel board 1 is directly performed from this signal. The operation is the same as in FIG.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、この発明はパネル板を弾性支持し
、入力座標の算出にパネル板の傾きを用いて行うように
しているので、装置構成と座標算比演算を簡易化できる
利点がある。また装置構成を機械要素の組み合せと2次
元半導体装置検出素子+によって行えるため、街頭など
の不特定多数の利用においても長期間にわたって高信頼
度を保持できる利点がある。
As described above, the present invention elastically supports the panel board and uses the inclination of the panel board to calculate input coordinates, which has the advantage of simplifying the device configuration and coordinate ratio calculation. In addition, since the device can be configured by a combination of mechanical elements and a two-dimensional semiconductor device detection element, there is an advantage that high reliability can be maintained for a long period of time even when used by an unspecified number of people on the street.

そして、この発明はディジタイザ、タブレットとしての
利用の他、パネル板を透明にして表示装置と組み合せた
透明タッチパネルとしても好適である。
In addition to being used as a digitizer and a tablet, the present invention is also suitable as a transparent touch panel in which the panel board is made transparent and combined with a display device.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はこの発明の概略構成図、第2図はこの発明の動
作原理を説明する図、第3図(a) 、  (b)は弾
性支持体の構成例を示す要部の断面図および斜視図、第
4図は傾き検出器の構成例とその検出原理を説明する図
、第5図、第6図および第7図は座標算出用回路の構成
例を示すブロック図、第8(9)、第9図は動作7g−
の−例を示す図である。 図中、1はパネル板、2は弾性支持体、3は基板、4は
傾き検出器、5は座標算出用回路、6は出力信号、1は
変位計、42はスポット光源、43は2次元半導体装置
検出素子である。 第1図 第2図 第3図 第4図 432次元半導イ劃立置検出粂千 第8図 第9図
Fig. 1 is a schematic configuration diagram of the present invention, Fig. 2 is a diagram illustrating the operating principle of the invention, and Figs. FIG. 4 is a perspective view, and FIG. 4 is a diagram for explaining a configuration example of a tilt detector and its detection principle. FIGS. 5, 6, and 7 are block diagrams showing a configuration example of a coordinate calculation circuit. ), Figure 9 shows operation 7g-
FIG. In the figure, 1 is a panel board, 2 is an elastic support, 3 is a substrate, 4 is a tilt detector, 5 is a coordinate calculation circuit, 6 is an output signal, 1 is a displacement meter, 42 is a spot light source, and 43 is a two-dimensional It is a semiconductor device detection element. Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4 432-dimensional semiconductor vertical position detection Figure 8 Figure 9

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)少なくとも3点で弾性支持されたパネル板と、こ
のパネル板の傾きを検出する傾き検出手段とを有し、さ
らに、前記パネル板の1点に力を加えたときに、この力
の加えられた点の位置座標を前記傾き検出手段の出力に
よって座標計算する座標算出用回路とを設けたことを特
徴とする座標入力装置。
(1) It has a panel plate elastically supported at at least three points and an inclination detection means for detecting the inclination of the panel plate, and furthermore, when a force is applied to one point of the panel plate, the force is A coordinate input device comprising: a coordinate calculation circuit that calculates the position coordinates of the added point based on the output of the inclination detection means.
(2)傾き検出手段は、パネル板に設けられたスポット
光源と、この光源と一定距離を隔て、かつこの光源から
の入射光線を受けるように対向配置された光電位置検出
素子とからな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。
(2) The tilt detection means consists of a spot light source provided on the panel board, and a photoelectric position detection element that is placed facing the light source at a certain distance and receives the incident light from the light source. Characteristic Claim No. 1
Coordinate input device described in ).
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