座標入力システム
【課題】 正方形や長方形だけでなく、菱形を含む平行四辺形の形状を有する座標入力領域を持つ座標入力パネルに対して、対角方式の利点を持った座標計算方法を備え、抵抗性周囲電極の互いに隣り合う辺の長さ当たりの抵抗値が異なる場合や、４頂点と、制御基板の電流検出手段もしくは電位出力手段との間に、抵抗性周囲電極の抵抗値に比べて無視できない程度の大きな抵抗値を持つ外部抵抗成分が存在する場合にも、それらの外部抵抗成分の影響を補正することのできる対角方式の座標計算方法を備える座標検出システムを提供すること。
【解決手段】 平行四辺形の座標入力領域に対して、平行四辺形の内角を２分する傾きを持ち、平行四辺形の中心を通るような座標軸を持つ直交座標系において、電流の対角配分もしくは対角駆動に基づいて座標を計算し、対角間の抵抗値と外部抵抗成分の抵抗値との比率を用いてその座標を補正し、更に任意の直交座標系に座標変換することによって、座標を得る。
【解決手段】 平行四辺形の座標入力領域に対して、平行四辺形の内角を２分する傾きを持ち、平行四辺形の中心を通るような座標軸を持つ直交座標系において、電流の対角配分もしくは対角駆動に基づいて座標を計算し、対角間の抵抗値と外部抵抗成分の抵抗値との比率を用いてその座標を補正し、更に任意の直交座標系に座標変換することによって、座標を得る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、指または座標指示器によりタッチされた位置を検出する座標入力システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１０は従来の長方形の座標入力領域８を有する座標入力パネル１であり、均一な面抵抗体２に、面抵抗体２と電気的に接続するように、面抵抗体２を取り囲む抵抗性周囲電極３を配設しており、４頂点に検出電極４、５、６、及び７を備えている。検出電極４、５、６、及び７は、抵抗性周囲電極３と電気的に接続されている。座標入力領域８は、面抵抗体２上にあり、抵抗性周囲電極３の内側である。
上記座標入力パネル１を用いた座標入力システムの座標検出方法として、座標入力パネル１が受信側であるような、座標指示器（以下入力ペンとする）から信号を発信し、静電容量結合もしくは直接の接触を介して、面抵抗体２が、入力ペンから発信された信号を受信する方法、更には面抵抗体２全体を電圧振動させて、指又は導電物で指示した点の位置を入力パネル側で検出する方法、及び、信号伝達の方向がこれと逆であって、座標入力パネル１が発信側であるような、面抵抗体２の各部を信号駆動し、入力ペンで受信する方法がある。
座標入力パネル１が受信側である場合は、面抵抗体２の一点に出入りする電流の、４頂点（４、５、６、及び７）へ配分される電流値を計測するものが知られている（特許３２３７６２９号（特許文献１）参照）。一方、座標入力パネル１が発信側である場合は、面抵抗体２に、検出電極４、５、６、及び７を一定電位やグランドに振り分けて接続することによって外部から電位勾配を与え、入力ペンによって指示座標点の電圧レベルを検出するものが知られている。指や入力ペンで指示した座標入力領域８内の位置の座標は、面抵抗体２に出入りする電流の４頂点への配分値、もしくは４頂点を駆動した際に入力ペンで計測した電圧を用いて、計算される。
４頂点への電流の配分、もしくは４頂点の駆動の仕方としては、４頂点全てに電流を配分したり、４頂点全てを一定電位かグランドのどちらかに振り分けて接続する方法が知られている。また、４頂点を、対角にある２個を１組として２組に組分けし、２組を交互に選択してそれらの対角の２頂点に電流を配分したり、２組を交互に選択してそれらの対角の２頂点を一定電位とグランドに接続して対角方向に電位勾配を与えるような、対角方式が知られている（特許４１６８５３７号（特許文献２））。
４頂点全てを同時に用いる方式では、座標入力領域８の形状を、正方形や長方形だけでなく、菱形を含む平行四辺形にまで拡張することができる。特に、座標入力パネル１が発信側である場合については、４頂点の隣り合う２頂点を一定電位に、残りの２頂点をグランドに接続して、等電位線が平行四辺形の対向する辺に対して平行になるような電位勾配を、対向辺ごとに形成することにより、容易に平行四辺形の座標入力領域８内の座標を計算することができる。また、座標入力パネル１が受信側である場合は、例えば同一出願人による特開２０１０−８６０８８号（特許文献３）のような方法を用いて、座標を計算することが可能である。
一方、対角方向の２頂点を同時に用いる対角方式は、４頂点全てを同時に用いる方式に比べ、座標入力パネル１が受信側である場合は、１検出点当たりの電流検出量が多くなることによってＳ／Ｎ比が向上するし、座標入力パネル１が発信側である場合は、パネルを駆動するための消費電力が削減される、といった利点を持つ。ただし、この方法では、座標入力領域８の形状が、基本的に、正方形や長方形に限られていた。
ところで、座標入力パネル１が受信側である場合は、４頂点の検出電極４、５、６、及び７は制御基板の電流検出手段に、また座標入力パネル１が発信側である場合は、４頂点は制御基板の電位出力手段に、ケーブルやコネクタなどを介して、それぞれ接続されている。従って、４頂点と、制御基板の電流検出手段もしくは電位出力手段との間には、それらの接続手段に起因する抵抗値が存在する。これらの抵抗は、座標入力パネル１の外部に存在する外部抵抗成分である。
抵抗性周囲電極３の抵抗値は、一般的に、座標の直線性を向上させるために、抵抗性周囲電極３が取り囲む面抵抗体２の抵抗値よりも低くされる。外部抵抗成分の抵抗値が、抵抗性周囲電極３の抵抗値に比べて非常に小さい場合、外部抵抗成分を無視することができる。しかし、４頂点と、制御基板の電流検出手段もしくは電位出力手段との間の接続に、延長の長いケーブルや、細く印刷された導電性のパターンが使用された場合などに、外部抵抗成分の抵抗値が、抵抗性周囲電極３の抵抗値に比べて無視できないほど大きくなることがある。このようなとき、検出信号を基に計算した座標は、正しい位置から離れるとともに、座標入力パネル１内の位置によってそのずれ方が異なり、例えば座標入力パネル１内で長方形を入力したときに、計算した座標では、その形状が歪んでしまうことがある。特に、対角方式では、２つの対角方向の歪みが独立して発生するため、斜め方向の歪みが生じ、補正することが困難であることがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許３２３７６２９号
【特許文献２】特許４１６８５３７号
【特許文献３】特開２０１０−８６０８８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、正方形や長方形だけでなく、菱形を含む平行四辺形の形状を有する座標入力領域を持つ座標入力パネルに対して有効であって、対角方式の利点を持ち、４頂点と、制御基板の電流検出手段もしくは電位出力手段との間に、抵抗性周囲電極３の抵抗値に比べて無視できない程度の大きな抵抗値を持つ外部抵抗成分が存在する場合に、それらの外部抵抗成分の影響を補正することのできる座標計算方法を備える座標検出システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、少なくとも面抵抗体が形成された単連結である平行四辺形の座標入力領域と、該平行四辺形の座標入力領域の外縁を構成する４辺上に前記面抵抗体と電気的に接触するように設けられた、単位長さ当たりの抵抗値が一定であり、少なくとも対向辺同士の単位長さ当たりの抵抗値が等しいような直線の抵抗性周囲電極と、前記平行四辺形の座標入力領域の４個の頂点に前記抵抗性周囲電極と電気的に接触するように設けられた検出電極と、該４個の検出電極に流れる電流を計測する電流計測手段と、前記４個の検出電極から電流検出手段までの間にそれぞれ存在する４つの外部抵抗成分と、前記４個の検出電極を対角にある２個を１組として２組に組分けしたとき、任意の１組の検出電極を前記電流計測手段に接続し、残りの１組の検出電極を非接続にするような検出電極接続手段と、前記座標入力領域内の位置を指又は信号発信機能を持つ座標指示器で指示したときに、前記４個の検出電極に流れる電流値から、前記指又は座標指示器で指示した前記座標入力領域内の位置を、前記平行四辺形の座標入力領域に対して任意の位置関係で設定された直交座標系において計算する座標計算手段とを持ち、該座標計算手段は、２組の対角のそれぞれについて、対角にある２個の前記検出電極を前記検出電極接続手段により前記電流計測手段に接続して計測した電流値を用いて、その検出電極がある前記平行四辺形の頂点の内角を２分する傾きを持ち、前記平行四辺形の中心を通る座標軸上の位置を、対角間の抵抗値と、対角にある２個の前記検出電極から電流検出手段までの間に存在する２つの前記外部抵抗成分の抵抗値の比率を用いて、前記外部抵抗成分の抵抗値の影響を補正することによって計算し、その位置を座標変換することにより、前記直交座標系における位置を計算する座標入力システムを第１の要旨とする。
また、少なくとも面抵抗体が形成された単連結である平行四辺形の座標入力領域と、該平行四辺形の座標入力領域の外縁を構成する４辺上に前記面抵抗体と電気的に接触するように設けられた、単位長さ当たりの抵抗値が一定であり、少なくとも対向辺同士の単位長さ当たりの抵抗値が等しいような直線の抵抗性周囲電極と、前記平行四辺形の座標入力領域の４個の頂点に前記抵抗性周囲電極と電気的に接触するように設けられた駆動電極と、座標指示器と、該座標指示器の位置の電圧を計測する電圧計測手段と、前記４個の駆動電極を対角にある２個を１組として２組に組分けしたとき、任意の１組の駆動電極に含まれる２個の駆動電極のそれぞれを駆動すると同時に駆動しない方の駆動電極を接地し、残りの１組の駆動電極を非接続にするような駆動電極接続手段と、前記４個の駆動電極から駆動電極接続手段までの間にそれぞれ存在する４つの外部抵抗成分と、前記座標入力領域内の位置を前記座標指示器で指示したときに、前記４個の駆動電極をそれぞれ駆動したときの電圧値から、前記座標指示器で指示した前記座標入力領域内の位置を、前記平行四辺形の座標入力領域に対して任意の位置関係で設定された直交座標系において計算する座標計算手段とを持ち、該座標計算手段は、２組の対角のそれぞれについて、対角にある２個の前記駆動電極を前記駆動電極接続手段によりそれぞれ駆動して計測した電圧値を用いて、その駆動電極がある前記平行四辺形の頂点の内角を２分する傾きを持ち、前記平行四辺形の中心を通る座標軸上の位置を、対角間の抵抗値と、対角にある２個の前記駆動電極から駆動電極接続手段までの間に存在する２つの前記外部抵抗成分の抵抗値の比率を用いて、前記外部抵抗成分の抵抗値の影響を補正することによって計算し、その位置を座標変換することにより、前記直交座標系における位置を計算する座標入力システムを第２の要旨とするものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明による座標入力システムによれば、正方形や長方形だけでなく、菱形を含む平行四辺形の形状を持つ座標入力領域を有し、同時に対角方式の利点を持った座標入力システムを構築することが可能である。
正方形や長方形だけでなく、菱形を含む平行四辺形の座標入力領域を可能とすることは、座標入力システムの自由度や利用範囲を、より拡大することにつながる。
平行四辺形の形状を有する座標入力領域を持つ座標入力パネルが受信側である場合は、４頂点全てを同時に用いる方法に比べ、駆動電圧を等しくすれば、１検出点当たりの電流検出量が多くなるのでＳ／Ｎ比がよくなり、座標検出精度を向上させることができる。また、４頂点全てを同時に用いる方法と同じＳ／Ｎ比を得るために、駆動電圧を低くすることができる。
一方、平行四辺形の形状を有する座標入力領域を持つ座標入力パネルが発信側である場合は、４頂点全てを同時に用いる方法に比べ、駆動電圧を同じくしたとしても、負荷抵抗が大きくなるため、駆動電流が自動的に小さくなり、消費電力を低下させることができる。
更に、本発明による座標入力システムによれば、４頂点と、制御基板の電流検出手段もしくは電位出力手段との間に、抵抗性周囲電極の抵抗値に比べて無視できないほど大きな抵抗値を持つ外部抵抗成分が存在する場合に、正方形や長方形だけでなく、菱形を含む平行四辺形の形状を持つ座標入力領域を有し、同時に対角方式の利点を持った座標入力システムを構築することが可能である。
４頂点と、制御基板の電流検出手段もしくは電位出力手段との間の接続に、延長の長いケーブルや、細く印刷された導電性のパターンなどを使用することができる。更に、４頂点のそれぞれに接続されるケーブルやパターンの個別の抵抗値が異なっていても構わないので、より自由度の高い座標入力システムを構築することができる。
抵抗性周囲電極の設計の都合上、例えばパネル外形と座標入力領域の形状からくる制限によって、抵抗性周囲電極の互いに隣り合う辺の長さ当たりの抵抗値が異なってしまうことがある。また、抵抗性周囲電極の作り方として、低抵抗の導電性エレメントを互いに分離させて配列するような場合に、パターンに起因する条件によって、やはり、抵抗性周囲電極の互いに隣り合う辺の長さ当たりの抵抗値が異なってしまうことがある。このような場合にも、座標を正確に検出することが可能である。
座標入力パネルの対角間の抵抗値と、外部抵抗成分の抵抗値の比率から、外部抵抗成分が、システムの実効的な座標分解能に与える影響を予測することができるので、開発効率の向上を見込むことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施の形態を示す模式図
【図２】座標計算方法を説明するための概念図
【図３】外部抵抗成分の影響を説明するための概念図
【図４】第２の実施の形態を示す模式図
【図５】実施例１の座標入力パネルの模式図
【図６】実施例１の座標入力データの例を示す図
【図７】実施例２の座標入力パネルの模式図
【図８】実施例２の座標入力データの例を示す図
【図９】実施例４において設定した直交座標系ＸＹ
【図１０】従来の長方形の座標入力パネル
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、添付図面に従って、本発明に係る座標補正方法の好ましい実施の形態について詳説する。
〈第１の実施の形態〉
図１は、第１の実施の形態になる座標入力システムの一例を示す模式図であり、入力パネルが受信側である場合である。指２１が座標入力パネル１１の座標入力領域１８内で指示した位置（Ｘ，Ｙ座標）を検出する座標入力システムの構成図である。面抵抗体１２は、透明なガラス、樹脂、または不透明な絶縁基材の片面に塗布、蒸着等により均一に形成したものである。面抵抗体１２の表面は、指２１が面抵抗体１２に直接触れない様に絶縁処理することによって、指２１と面抵抗体１２との静電容量結合による信号伝達をさせるようにしてもよいし、絶縁処理せず、指２１と面抵抗体１２の直接的な電気的接触による信号伝達をさせるようにしてもよい。ここでは、面抵抗体１２の表面に絶縁処理をした場合を説明する。均一な面抵抗体１２の周囲又は内部に、各辺が直線である平行四辺形の抵抗性周囲電極１３を密着配設し、抵抗性周囲電極１３の内部を平行四辺形の座標入力領域１８とする（図１に示す座標入力パネル１１は、長方形を斜視図で描いたものではなく、平行四辺形の座標入力領域１８を有する座標入力パネル１１を表すものである）。抵抗性周囲電極１３上において、平行四辺形の座標入力領域１８の４頂点に当たる位置を検出電極１４〜１７とし、そこにそれぞれ１本ずつ引き出し線２２〜２５を接続する。引き出し線２２〜２５は、ぞれぞれ外部抵抗成分２６〜２９を含む。引き出し線２２〜２５を、アナログ信号処理部３０内の検出電極切り替えスイッチ３１に接続する。
座標を検出する際、ＡＣ信号源としての振動電圧発生器３３は、振動電圧印加回路３２に振動電圧を与え、振動電圧印加回路３２は、検出電極１４〜１７のうち、検出電極切り替えスイッチ３１によって接続されている検出電極を、低インピーダンスで電圧振動させ、且つ、アナログマルチプレクサ３４に検出電極から流入した電流を出力する。簡単な例としては、トランジスタのベースをＡＣ信号で振動させ、エミッタを検出電極と接続して、コレクタから電流出力するものがある。
検出電極切り替えスイッチ３１は、平行四辺形の座標入力領域１８の２組の対角を同時に接続する組み合わせで動作させる。つまり、検出電極１４と１６を同時に接続し、検出電極１５と１７を非接続にする組み合わせと、検出電極１５と１７を同時に接続し、検出電極１４と１６を非接続にする組み合わせの２つを交互に実施する。
ＡＣ信号源としての振動電圧発生器３３によって、面抵抗体１２は、全面が電圧振動する。人体は、従来から知られているように、ＡＣ信号に対して接地効果を持っており、人体の指２１が面抵抗体１２に接触または近接すると、静電容量結合により、指先を通して面抵抗体１２との間にＡＣ信号電流が流れる。検出電極１４〜１７は、アナログマルチプレクサ３４を通してＡ／Ｄコンバータ（アナログ／デジタル変換器）３５に接続しており、各検出電極に流れる電流に比例した電圧がＡ／Ｄコンバータ３５に印加される。このため、指先から面抵抗体１２を通して流れ、検出電極１４〜１７のうち、検出電極切り替えスイッチ３１によって接続されている検出電極へ配分される電流の値を、電圧値としてデジタル値で得ることができる。ＣＰＵ３６は、アナログマルチプレクサ３４を順番に切り替え（図示せず）、Ａ／Ｄコンバータ３５が出力するデジタル値を入力し、後述するような方法で、指２１や入力ペンの指示位置の座標を計算する。ＣＰＵ３６は計算した座標を出力し、座標は後段の装置によって利用される。
また、入力ペンから信号を発信する場合も、同様にして計測することが可能である。
面抵抗体１２は、不透明なカーボン膜、または、スパッタ法によって形成した透明なＩＴＯ（インジウム錫酸化物）膜、ＣＶＤ法によって形成したＮＥＳＡ（酸化錫）膜、等を、基材上に均一に成膜したものであり、面抵抗値は約１ＫΩ／□程度が好ましい。基材は、例えば、ソーダガラスを使用することができるが、特に材質が限定されるものではなく、任意のガラス素材あるいはアクリル樹脂、ポリエチレン樹脂などの透明な樹脂素材を使用できる。用途によっては不透明な絶縁性の基材を用いてもよい。
単連結である面抵抗体１２の周囲又は内部に、各辺が直線である平行四辺形の抵抗性周囲電極１３を、全ての辺が面抵抗体１２と電気的に接触する様に設ける。ここで単連結とは、面抵抗体１２は内部に孤立した穴が存在しないような形状であり、ひとつながりになっていることを意味するものである。ただし、成膜方法に応じて面抵抗体１２上に生じるピンホール程度の大きさの穴のような、面抵抗体１２内部の電流の巨視的な流れを阻害しないものであれば、あっても何ら問題にならない。また、受傷などによってより大きな穴が生じた場合は、少なくともその穴の周りで、穴の大きさに応じて座標が歪むものの、穴から離れるほど指２１や入力ペンの指示位置の座標計算に及ぼす影響は小さくなるため、穴が小さければ、実用上の問題は生じない。
面抵抗体１２を取り囲む抵抗性周囲電極１３は、カーボン、銀カーボン、又は銀等を密着配設したものであり、例えば、銀インクのような導電性インクをスクリーン印刷し、焼成する等の手法で作成する。抵抗性周囲電極１３の各辺は、幅を持った直線形状でもよいし、低抵抗の導電性エレメントを互いに分離させて配列し、面抵抗体１２の抵抗を活用して形成するようにしたものでもよい。抵抗性周囲電極１３は、各辺毎に長さ当たりの抵抗値を一定にする。本実施の形態では、全ての辺の長さ当たりの抵抗値が等しい場合を説明する。
また、抵抗性周囲電極１３の抵抗値は面抵抗体１２の抵抗値に比べて低い方がよく、面抵抗体１２の面抵抗値を１ＫΩ／□程度とした場合は、抵抗性周囲電極１３の隣り合う頂点間の抵抗値を、２０〜２００Ω程度にするのが好ましい。
各頂点の検出電極１４〜１７は、引き出し線を接続するためのものであり、ハンダ付け可能な導電性インクを印刷・焼成して形成する。検出電極１４〜１７を形成するための導電性インクとして、抵抗性周囲電極１３と同じものを使用することができる場合には、検出電極１４〜１７と、抵抗性周囲電極１３は、一回の処理で印刷・焼成して形成することが可能である。
外部抵抗成分２６〜２９は、広範には、引き出し線２２〜２５だけでなく、検出電極切り替えスイッチ３１、振動電圧印加回路３２といった要素に含まれる抵抗成分の、検出電極１４〜１７の各々から発する経路ごとの合計である。しかし、引き出し線２２〜２５に内在する抵抗がそのうちの大きな部分を占めるため、ここでは、外部抵抗成分２６〜２９として、引き出し線２２〜２５に内在する抵抗のみを取り扱う。
引き出し線２２〜２５として、充分に低抵抗のリード線等を使用する場合は、外部抵抗成分２６〜２９は、抵抗性周囲電極１３の抵抗値よりも極めて小さくなり、座標を計算する上で、独立して考慮しなくても済む程度になる。一方で、例えば、引き出し線２２〜２５の延長が長かったり、引き出し線２２〜２５の材質や形状によって抵抗が比較的高い場合などには、外部抵抗成分２６〜２９が大きくなる。また、座標入力パネル１１とアナログ信号処理部３０を接続するケーブルをまとめるために、座標入力パネル１１上の、抵抗性周囲電極１３の外側に、検出電極１４〜１７のそれぞれから座標入力パネル１１の外周の任意の位置まで、導電性のパターンを形成するような場合にも、使用する導電性インク、パターンの太さなどに応じて、外部抵抗成分２６〜２９が大きくなる（このとき、導電性のパターンは、引き出し線２２〜２５の一部とみなす）。特に、印刷の回数を増やさないように、導電性パターンを抵抗性周囲電極１３と同じ導電性インクで印刷する場合は、外部抵抗成分２６〜２９の抵抗値と抵抗性周囲電極１３の抵抗値の比率は、パターンの太さに応じて、ほぼ数倍以内という低い比率になる。
抵抗性周囲電極１３は、印刷等の手法で形成するうえ、検出電極１４〜１７に引き出し線２２〜２５を接続する必要があるため、有限の幅を持つ。このとき、少なくとも抵抗性周囲電極１３と面抵抗体１２の境界線においては、抵抗性周囲電極１３と面抵抗体１２が電気的に接触している必要がある。通常、面抵抗体１２を成膜した上から抵抗性周囲電極１３を形成するが、面抵抗体１２が抵抗性周囲電極１３の外側にはみ出ていても構わない。その際も、座標入力領域１８は、抵抗性周囲電極１３の内部である。
抵抗性周囲電極１３及び面抵抗体１２の形状は、基材に収まるものであればよく、必ずしも抵抗性周囲電極１３及び面抵抗体１２と基材の形状を略一致させる必要はないが、抵抗性周囲電極１３及び面抵抗体１２と基材の形状を同じようにした方が、座標入力システムを何らかの製品に組み込む際に、組み込む製品のデザイン上の自由度が大きくなるため好ましい。抵抗性周囲電極１３の外側に、引き出し線２２〜２５の一部として導電性パターンを形成する場合は、面抵抗体１２が導電性パターンと重ならないようにする必要がある。
次に、指２１や入力ペンの指示位置の座標を計算する方法について説明する。図２（ａ）に、平行四辺形の座標入力領域１８と、最終的にその中で座標を計算する直交座標系ＸＹを示す。平行四辺形の４頂点に便宜的に名前をつけ、検出電極１４〜１７に当たるそれぞれの頂点を、頂点Ａ〜Ｄと呼ぶことにする。また、直交座標系ＸＹは、利用者の都合に応じ、平行四辺形の座標入力領域１８に対して任意の位置関係で設定された直交座標系であり、平行四辺形の座標入力領域１８に対して、原点を任意の位置とし、Ｘ軸を任意の方向にとることができる。平行四辺形の座標入力領域１８の中心に対する座標系のオフセットが既知であり、また平行四辺形の座標入力領域１８のいずれかの辺に対するＸ軸の傾きが既知であれば、よく知られたアフィン変換によって、最終的に直交座標系ＸＹの座標を求めることができる。本実施の形態では、説明のため、図２（ａ）で示したように、直交座標系ＸＹの原点を平行四辺形の座標入力領域１８の中心と同一とし、Ｘ軸を平行四辺形の座標入力領域１８の辺ＡＢと平行とした場合を例とすることにするが、構成をこの関係に限定するものではない。
続いて、図２（ｂ）を用いて、平行四辺形の座標入力領域１８の形状を規定するパラメータの定義を説明する。平行四辺形は、隣り合う２辺のそれぞれの長さと、それらの間の角度を決めることにより、一意に決定することができる。ここでは、辺ＡＢの長さを２ａ、辺ＢＣの長さを２ｂ、頂点Ｂの内角、つまり角度ＡＢＣをθとする。
更に、図２（ｃ）を用いて、本発明になる対角方式において用いる座標系を定義する。対角方式の座標系は、その２つの座標軸が、平行四辺形の座標入力領域１８の頂点の内角を２分する傾きを持ち、平行四辺形の座標入力領域１８の中心を通るようなものとする。平行四辺形の座標入力領域１８の頂点Ｂの内角を２分する直線４１は、頂点Ｄの内角を２分する直線（図示せず）と同じ傾きを持つ。この傾きを持ち、平行四辺形の座標入力領域１８の中心を通る座標軸を、頂点Ｄから頂点Ｂに向かう方向に、座標軸ｕとする。一方、頂点Ｃの内角を２分する直線４２は、頂点Ａの内角を２分する直線（図示せず）と同じ傾きを持つ。この傾きを持ち、平行四辺形の座標入力領域１８の中心を通る座標軸を、頂点Ａから頂点Ｃに向かう方向に、座標軸ｖとする。平行四辺形の幾何学的な性質を勘案すると、座標軸ｕと座標軸ｖは必ず直交することを容易に導出できる。従って、座標軸ｕと座標軸ｖとからなる座標系は直交座標系であり、この直交座標系ｕｖを、対角方式においてまず座標を計算する座標系とする。
直交座標系ｕｖは、例えば、図２（ａ）に示した、Ｘ軸を辺ＡＢと平行とした直交座標系ＸＹに対して、θ／２だけ傾いている。従って、直交座標系ｕｖから直交座標系ＸＹへは、容易に座標変換することができる。勿論、直交座標系ＸＹの位置がこれとは異なっていても、直交座標系ｕｖとの関係が既知であれば、座標変換は可能である。
今、指先から面抵抗体１２を通して座標入力パネル１１に流れた電流のうち、検出電極切り替えスイッチ３１によって検出電極１４と１６が接続され、検出電極１５と１７が非接続のときに、検出電極１４（頂点Ａ）に流れる電流をＡ／Ｄコンバータ３５によって測定した値を測定値Ａ、検出電極１６（頂点Ｃ）に流れる電流を測定した値を測定値Ｃとする。また、検出電極切り替えスイッチ３１によって検出電極１５と１７が接続され、検出電極１４と１６が非接続のときに、検出電極１５（頂点Ｂ）に流れる電流を測定した値を測定値Ｂ、検出電極１７（頂点Ｄ）に流れる電流を測定した値を測定値Ｄとする。このとき、指２１の位置は、もし外部抵抗成分２６〜２９の抵抗値を０とするなら、直交座標系ｕｖにおいて、次の数式１によって求めることができる。
【０００９】
【数１】
数式１によって座標（ｕ，ｖ）を計算した段階で、測定値Ａ〜Ｄは、いずれも分数表現の分母と分子に同じ次数で現れることにより、その単位の意味を失う。従って、測定値Ａ〜Ｄは、同じ手段によって測定されたものであればよく、単位を問わない。加えて、数式１のｕの式には測定値ＢとＤのみが含まれ、ｖの式には測定値ＡとＣのみが含まれる。測定値ＢとＤ、及び測定値ＡとＣは、電極切り替えスイッチ３１によって同時に接続される頂点ＢとＤ、及び頂点ＡとＣに流れる電流を測定したものである。従って、測定値「Ｂ，Ｄ」と「Ａ，Ｃ」が異なる式に切り離されていることになり、これは、電極切り替えスイッチ３１によって頂点ＢとＤを接続して測定するときと、頂点ＡとＣを接続して測定するときとで、測定に関する条件が例え異なっていたとしても、それらの差異は、（ｕ，ｖ）を計算する時点で正規化されて問題でなくなり、計算結果の座標には何ら影響を与えないことを示唆している。
次に、外部抵抗成分２６〜２９の影響を補正する方法を説明する。数式１によって計算される座標（ｕ，ｖ）は、次の範囲の値となる。ｕは、［−（ａ＋ｂ）ｃｏｓ（θ／２），（ａ＋ｂ）ｃｏｓ（θ／２）］の範囲の値となり、指がそれぞれ頂点Ｄ、頂点Ｂの位置にあるときに、範囲の両端の値となる。ｖは、［−（ａ＋ｂ）ｓｉｎ（θ／２），（ａ＋ｂ）ｓｉｎ（θ／２）］の範囲の値となり、指がそれぞれ頂点Ａ、頂点Ｃの位置にあるときに、範囲の両端の値となる。図３（ａ）にｕの場合の例を示す。
数式１によって計算される座標（ｕ，ｖ）の範囲は、外部抵抗成分２６〜２９によって影響を受ける。その影響を、座標ｕを例にとって、説明する。今、座標入力パネル１１の検出電極１５（頂点Ｂ）と検出電極１７（頂点Ｄ）との間の抵抗値がＲＢＤであったとする。これは、座標入力パネル１１に引き出し線２２〜２５が接続されていないか、引き出し線２２〜２５が回路側に接続していないなど、検出電極１５と検出電極１７との間が、電気的に、面抵抗体１２及び抵抗性周囲電極１３のみで接続されている状態で、検出電極１５と検出電極１７とにそれぞれテスタのプローブを当てて抵抗測定をするなどして得た値である。一方、外部抵抗成分２７がＲＢｅｘｔ、外部抵抗成分２９がＲＤｅｘｔであったとする。これらは、ＲＢＤを測定するときと同じ条件で、検出電極１５と引き出し線２３の検出電極１５に接続していない端との間の抵抗値を測定したもの、また、検出電極１７と引き出し線２５の検出電極１７に接続していない端との間の抵抗値を測定したものである。図３（ｂ）に、これらの間の関係を、座標ｕに与える影響を主眼として模式的に示す。
指がそれぞれ頂点Ｄ、頂点Ｂの位置にあるときに、数式１によって計算される座標ｕは、外部抵抗成分２７及び２９のために、前記した範囲の両端の値にならず、より内側の値になる。外部抵抗成分２７及び２９が存在するときに、指が頂点Ｄの位置にあるときに数式１によって計算される座標をｕＤ、また、指が頂点Ｂの位置にあるときに数式１によって計算される座標をｕＢとする。すると、ｕＤ及びｕＢは、検出電極１５及び１７間の抵抗値ＲＢＤ、外部抵抗成分２７の値であるＲＢｅｘｔ、及び外部抵抗成分２９の値であるＲＤｅｘｔの比率を基にして、次の数式２のように求めることができる。数式２には、同様にして計算した、指が頂点Ａの位置にあるときに数式１によって計算される座標ｖＡ、及び、指が頂点Ｃの位置にあるときに数式１によって計算される座標ｖＣをも示す。ただし、検出電極１４と検出電極１６との間の抵抗値をＲＣＡ、外部抵抗成分２６の値をＲＡｅｘｔ、外部抵抗成分２８の値をＲＣｅｘｔとする。
【００１０】
【数２】
外部抵抗成分２６〜２９が存在しなければ、ｕＤは−（ａ＋ｂ）ｃｏｓ（θ／２）、ｕＢは（ａ＋ｂ）ｃｏｓ（θ／２）であるはずなので、次の数式３に示す変換を行うことにより、数式１によって計算された座標ｕを、外部抵抗成分２７及び２９の影響を除去した座標ｕ’に補正することができる。同様にして、ｖも補正することができる。外部抵抗成分２６〜２９の影響を除去した座標（ｕ’，ｖ’）の計算式を、数式３に示す。
【００１１】
【数３】
ここで、図２（ａ）で示したように、直交座標系ＸＹの原点が平行四辺形の座標入力領域１８の中心と同一であり、直交座標系ｕｖが直交座標系ＸＹに対してθ／２だけ傾いているような場合を例にとって、最終的な座標（Ｘ，Ｙ）を算出するための式を示す。（Ｘ，Ｙ）は（ｕ’，ｖ’）を−θ／２だけ回転するようなアフィン変換によって求めることができるから、（ｕ’，ｖ’）にそのような座標変換を施し、その式に数式３を代入して整理すると、数式４に示す座標計算式を得る。
【００１２】
【数４】
特殊な場合として、座標入力領域１８が長方形か正方形であれば、直交座標系ｕｖは、正立させた長方形か正方形の座標入力領域１８に対して、４５度の傾きを持つ。このとき、直交座標系ＸＹを、長方形か正方形の座標入力領域１８に対して図２（ａ）のように設定すると、θ＝９０度、ｓｉｎθ＝１、ｃｏｓθ＝０であるので、座標計算式である数式２は、特に簡単な表現になる。
また、引き出し線２２〜２５として、充分に低抵抗のリード線等を使用する場合は、外部抵抗成分２６〜２９は、抵抗性周囲電極１３の抵抗値よりも極めて小さくなり、座標を計算する上で、独立して考慮しなくても済む程度になる。このような場合は、外部抵抗成分を考慮しない座標（ｕ，ｖ）の計算式である数式１を、直交座標系ＸＹに座標変換すればよい。
図２（ａ）で示したように、直交座標系ＸＹの原点が平行四辺形の座標入力領域１８の中心と同一であり、直交座標系ｕｖが直交座標系ＸＹに対してθ／２だけ傾いているようなとき、外部抵抗成分２６〜２９を無視できる場合の座標計算式は、数式５のようになる。
【００１３】
【数５】
外部抵抗成分２６〜２９を無視でき、且つ、座標入力領域１８が長方形か正方形であれば、数式５において、ｓｉｎθ＝１、ｃｏｓθ＝０とおくことができるので、座標計算式は、最も簡単な形になる。
〈第２の実施の形態〉
図４は、第２の実施の形態になる座標入力システムの一例を示す構成図であり、入力パネルが発信側である場合である。第１の実施の形態と同じ内容については、説明を適宜省略する。入力ペン（座標指示器）６１が座標入力パネル５１の座標入力領域５８内で指示した位置（Ｘ，Ｙ座標）を検出する座標入力システムの構成図である。均一な面抵抗体５２の周囲又は内部に、各辺が直線である平行四辺形の抵抗性周囲電極５３を密着配設し、抵抗性周囲電極５３の内部を平行四辺形の座標入力領域５８とする。ここでも第１の実施の形態と同様、面抵抗体５２の表面に絶縁処理をした場合を説明する。抵抗性周囲電極５３上の、平行四辺形の座標入力領域５８の各頂点に当たる位置に駆動電極５４〜５７を形成し、そこにそれぞれ１本ずつ引き出し線６２〜６５を接続する。引き出し線６２〜６５は、ぞれぞれ外部抵抗成分６６〜６９を含む。引き出し線６２〜６５を、駆動電極切り替えスイッチ７０に接続する。
座標を検出するには、電位出力手段である信号発生器７１によって面抵抗体５２にＡＣ電位勾配を与える。電位勾配は、駆動電極切り替えスイッチ７０によって、平行四辺形の座標入力領域５８の対角を同時に接続する組み合わせで与えるようにする。即ち、次の４つの組み合わせが存在する。一つめ、駆動電極５４を信号発生器７１の出力側に接続し、駆動電極５６を接地側に接続し、駆動電極５５及び５７を非接続にする。二つめ、駆動電極５５及び５７を非接続のまま、駆動電極５４と５６の、信号発生器７１に対する出力側と接地側の接続を入れ替える。三つめ、駆動電極５５を信号発生器７１の出力側に接続し、駆動電極５７を接地側に接続し、駆動電極５４及び５６を非接続にする。四つめ、駆動電極５４及び５６を非接続のまま、駆動電極５５と５７の、信号発生器７１に対する出力側と接地側の接続を入れ替える。
これらのそれぞれの接続状態において、面抵抗体５２の、入力ペン６１の先端に近い位置のＡＣ信号レベルは、静電容量結合を介して入力ペン６１に伝達され、更にケーブル７２を通じてアナログ信号処理部７３に伝達される。アナログ信号処理部７３は、図示しないが、増幅器、帯域通過フィルタ、ＡＣ／ＤＣ変換器（ＡＭ検波器）等を含み、入力したＡＣ信号レベルに比例したＤＣ信号レベルを出力する。ＣＰＵ７５は、Ａ／Ｄコンバータ７４が出力するデジタル値を入力し、入力ペン６１の指示位置を計算する。
今、入力ペン６１の先端に近い位置の電位を測定した値のうち、駆動電極切り替えスイッチ７０によって駆動電極５４（頂点Ａ）が信号発生器７１の出力側に、駆動電極５６が接地側に接続され、駆動電極５５と５７が非接続のときの測定値を測定値Ａ、駆動電極５５（頂点Ｂ）が信号発生器７１の出力側に、駆動電極５７が接地側に接続され、駆動電極５４と５６が非接続のときの測定値を測定値Ｂ、駆動電極５６（頂点Ｃ）が信号発生器７１の出力側に、駆動電極５４が接地側に接続され、駆動電極５５と５７が非接続のときの測定値を測定値Ｃ、駆動電極５７（頂点Ｄ）が信号発生器７１の出力側に、駆動電極５５が接地側に接続され、駆動電極５４と５６が非接続のときの測定値を測定値Ｄとする。このとき、入力ペン６１の位置は、外部抵抗成分６６〜６９の抵抗値を０とするなら、直交座標系ｕｖにおいて、同じく、前出の数式１によって求めることができる。
外部抵抗成分６６〜６９の影響の仕方は、第１の実施の形態と同様であり、同じようにして補正することができる。
直交座標系ｕｖにおいて求めた座標を、直交座標系ＸＹに座標変換することにより、求める座標を得ることができる。
〈第３の実施の形態〉
第１の実施の形態において、抵抗性周囲電極１３の、全ての辺の長さ当たりの抵抗値が等しい場合を説明した。第３の実施の形態として、面抵抗体１２を取り囲む平行四辺形の抵抗性周囲電極１３について、平行四辺形の対辺同士の長さ当たりの抵抗値は等しく、平行四辺形の互いに隣り合う辺同士の長さ当たりの抵抗値の関係には制限がない場合を説明する。第１の実施の形態と同じ内容については、説明を適宜省略する。
抵抗性周囲電極１３の、辺ＡＢ及び辺ＣＤの長さ当たりの抵抗値をｒａ、辺ＢＣ及び辺ＤＡの長さ当たりの抵抗値をｒｂ（次元は共に［オーム／長さ］）とする。このとき、直交座標系ＸＹにおける最終的な座標（Ｘ，Ｙ）は、数式６によって求めることができる。
【００１４】
【数６】
数式６は、抵抗性周囲電極１３の互いに隣り合う辺同士の長さ当たりの抵抗値が等しければ（Ｒａ＝Ｒｂであれば）、数式４（のｕ，ｕＤ，ｕＢ，ｖ，ｖＡ及びｖＣを展開したもの）と一致するし、更に外部抵抗成分２６〜２９が無視できる場合には、それらを０と置くことによって、数式５と一致する。
また、詳細は説明しないが、入力パネルが発信側であるような、第２の実施の形態において説明した構成についても、抵抗性周囲電極１３の互いに隣り合う辺同士の長さ当たりの抵抗値が等しくない場合、本実施の形態と同じ計算方法を適用することができる。
【実施例】
【００１５】
以下、実施例により、本発明を説明する。本発明は、以下の実施例に限定されるものでなく、本発明の技術範囲において、種々の変形例を含むものである。
（実施例１）
本実施例１は、第１の実施の形態に対応するものであり、座標入力パネル１１を受信側とするものである。
座標入力パネル１１は、次のようにして作成した。ガラス基材として、ソーダガラス（厚さ３ミリ）を略４６９×３７５ｍｍの大きさに切断したものを用い、ガラス基材の表面に、スパッタ法によってＩＴＯ（インジウム酸化物）膜を形成して面抵抗体１２とした。次に、抵抗性周囲電極１３、及び引き出し線２２〜２５の一部を、（株）アサヒ化学研究所製銀ペーストＬＳ−５０４（樹脂バインダー）にカーボンを混合したペーストをスクリーン印刷し、加熱硬化させることで形成した。このとき、座標入力領域１８の形状として、２ａ＝３７８ｍｍ、２ｂ＝３０３ｍｍ、θ＝９０度の長方形とした。抵抗性周囲電極１３の幅は、抵抗性周囲電極１３の頂点ＡＢ間の抵抗値が約６８Ω、頂点ＢＣ間の抵抗値が約５２Ωになるよう調整し、３７８／３０３＝１．２５≒６８／５２＝１．３１とすることによって、抵抗性周囲電極１３の全ての辺の長さ当たりの抵抗値をほぼ等しくした。また、引き出し線２２〜２５は、それぞれをガラス上に印刷した部分と低抵抗のリード線部分とに分割し、印刷した部分は、抵抗性周囲電極１３の外側に、座標入力パネルの左辺中央部で引き出し線２２〜２５の低抵抗のリード線部分と接続するように、ただし、検出点１６に接続する引き出し線２４は最短距離ではなく遠い側を回り込むように構成し、印刷した部分の幅は、一辺当たりの抵抗値が抵抗性周囲電極の一辺の抵抗値の１／２〜１／４程度になるよう、調整した。図５に、引き出し線２２〜２５の印刷した部分を含めた座標入力パネル１１の模式図を示す。次に、抵抗性周囲電極１３の４頂点に、銀ペーストを用いて、検出電極１４〜１７を形成した。
更に、面抵抗体１２上に、透明絶縁性基材を形成した。透明絶縁性基材を形成するには、面抵抗体１２と抵抗性周囲電極１３上にガラスペーストを印刷し、熱処理して粉末ガラスを溶融させ、焼結させた。最後に、検出電極１４〜１７上に、引き出し線２２〜２５を、ハンダ付けにより接続した。この際、面抵抗体１２のシート抵抗は５００Ω／□となるようにした。
また、座標計算に用いる抵抗値を測定したところ、ＲＡ＝８．０Ω、ＲＢ＝２７．０Ω、ＲＣ＝４２．８Ω、ＲＤ＝８．２Ω、ＲＢＤ＝４７．９Ω、ＲＣＡ＝４７．９Ωであった。
このように作成した座標入力パネル１１を、図１に示した構成図のように作成したハードウエアに接続した。ただし、ＣＰＵ３１から出力される座標データを、シリアル通信によってパソコンに取り込むようにした。直交座標系ＸＹは、図２（ａ）のように設定し、最終的な座標計算式として、数式１及び数式４に前記パラメータを代入して求めた数式７を使用した。数式７の単位はミリメートルである。
【００１６】
【数７】
この座標入力システムを用いて座標入力パネル１１を評価したところ、図６（ａ）に示すような結果を得た。これは、座標入力領域１８内で、一定間隔の縦横格子上を指でなぞり、座標を計算した結果である。グラフの範囲は、座標入力パネル１１の入力可能範囲におおよそ合わせてある。全体的に見られる格子の内側への歪みの程度は、面抵抗体１２の抵抗値と抵抗性周囲電極１３の抵抗値の比率によって決まるものであり、これを修正したり補正したりする方法は一般的に開示されている。
因みに、ＲＡ、ＲＢ、ＲＣ、ＲＤの４つの値をすべて０として、同じデータに基づいて座標を計算すると、図６（ｂ）に示すような結果になる。つまり、外部抵抗成分２６〜２９によって、座標の範囲が正しくなくなり、歪んでしまう。このとき、外部抵抗成分２６〜２９のうち、値が大きいところほど、それが接続している検出点１４〜１７から、より内側に座標が歪むことが判っている。本座標システムは、このように、外部抵抗成分２６〜２９が均一の値でなくとも、それらの影響を排除して座標を計算することができる。
従って、本座標システムが、対角方式において、４頂点と、制御基板の電流検出手段との間に、抵抗性周囲電極１３の抵抗値に比べて無視できない程度の大きな抵抗値を持つ外部抵抗成分２６〜２９が存在する場合にも、指示位置の座標を計算できることが確認された。
（実施例２）
本実施例２は、第２の実施の形態に対応するものであり、座標入力パネル５１を発信側とするものである。
座標入力パネル５１は、実施例１と同じように製作したが、抵抗性周囲電極５３の幅が、抵抗性周囲電極５３の頂点ＡＢ間の抵抗値が約６８Ω、頂点ＢＣ間の抵抗値が約５２Ωになるよう調整し、抵抗性周囲電極５３の全ての辺の長さ当たりの抵抗値をほぼ等しくした。また、引き出し線６２〜６５は、それぞれをガラス上に印刷した部分と低抵抗のリード線部分とに分割し、印刷した部分は、抵抗性周囲電極１３の外側に、座標入力パネルの左辺中央部で引き出し線６２〜６５の低抵抗のリード線と接続するように、全てがそれぞれ最短距離となるようなパターンで構成し、印刷した部分の幅は、一辺当たりの抵抗値が抵抗性周囲電極の一辺の抵抗値の１／２〜１／４程度になるよう、調整した。図７に、引き出し線２２〜２５の印刷した部分を含めた座標入力パネル５１の模式図を示す。
座標計算に用いる抵抗値を測定したところ、ＲＡ＝７．４Ω、ＲＢ＝２５．６Ω、ＲＣ＝２３．７Ω、ＲＤ＝７．６Ω、ＲＢＤ＝６０．１Ω、ＲＣＡ＝５９．８Ωであった。
座標入力パネル５１を、図３に示した構成図のように作成したハードウエアに接続した。直交座標系ＸＹは、図２（ａ）のように設定し、最終的な座標計算式として、数式１及び数式４に前記パラメータを代入して求めた数式８を使用した。数式８の単位はミリメートルである。
【００１７】
【数８】
この座標入力システムを用いて座標入力パネル５１を評価したところ、図８（ａ）に示すような結果を得た。これは、座標入力領域５８内で、一定間隔の縦横格子上を入力ペンでなぞり、座標を計算した結果である。
因みに、ＲＡ、ＲＢ、ＲＣ、ＲＤの４つの値をすべて０として、同じデータに基づいて座標を計算すると、図８（ｂ）に示すような結果になる。つまり、外部抵抗成分２６〜２９によって、座標の範囲が正しくなくなり、歪んでしまう。
従って、本座標システムが、対角方式において、４頂点と、制御基板の電位出力手段との間に、抵抗性周囲電極５３の抵抗値に比べて無視できない程度の大きな抵抗値を持つ外部抵抗成分６６〜６９が存在する場合にも、指示位置の座標を計算できることが確認された。
（実施例３）
本実施例３は、第１の実施の形態の、外部抵抗成分２６〜２９を無視できる場合に対応するものであり、座標入力パネル１１を受信側とするものである。
座標入力パネル１１は、次のようにして作成した。ガラス基材として、ソーダガラス（厚さ３ミリ）を略４６９×３７５ｍｍの大きさに切断したものを用い、ガラス基材の表面に、スパッタ法によってＩＴＯ（インジウム酸化物）膜を形成して面抵抗体１２とした。次に、抵抗性周囲電極１３、及び検出電極１４〜１７を、（株）アサヒ化学研究所製銀ペーストＬＳ−５０４（樹脂バインダー）にカーボンを混合したペーストをスクリーン印刷し、加熱硬化させることで形成した。このとき、座標入力領域１８の形状として、２ａ＝３２０ｍｍ、２ｂ＝２４０ｍｍ、θ＝６０度とした。抵抗性周囲電極１３の幅は、抵抗性周囲電極１３の頂点ＡＢ間の抵抗値が約４２Ω、頂点ＢＣ間の抵抗値が約３５Ωになるよう調整し、３２０／２４０＝１．３３≒４２／３５＝１．２とすることによって、抵抗性周囲電極１３の全ての辺の長さ当たりの抵抗値をほぼ等しくした。次に、抵抗性周囲電極１３の４頂点に、銀ペーストを用いて、検出電極１４〜１７を形成した。
更に、面抵抗体１２上に、透明絶縁性基材を形成した。透明絶縁性基材を形成するには、面抵抗体１２と抵抗性周囲電極１３上にガラスペーストを印刷し、熱処理して粉末ガラスを溶融させ、焼結させた。最後に、検出電極１４〜１７上に、引き出し線２２〜２５を、ハンダ付けにより接続した。この際、面抵抗体１２のシート抵抗は５００Ω／□となるようにした。
このように作成した座標入力パネル１１を、図１に示した構成図のように作成したハードウエアに接続した。ただし、ＣＰＵ３１から出力される座標データを、シリアル通信によってパソコンに取り込むようにした。直交座標系ＸＹは、図２（ａ）のように設定し、最終的な座標計算式として、数式５に前記パラメータを代入して求めた数式９を使用した。数式９の単位はミリメートルである。
【００１８】
【数９】
この座標入力システムを用いて座標入力パネル１１を評価したところ、指示位置の座標を計算できることが確認された。
（実施例４）
本実施例４は、第２の実施の形態の、外部抵抗成分２６〜２９を無視できる場合に対応するものであり、座標入力パネル５１を発信側とするものである。
座標入力パネル５１は、実施例１で作成した座標入力パネル１１をそのまま使用することができる。座標入力パネル５１を、図４に示した構成図のように作成したハードウエアに接続した。直交座標系ＸＹは、図９に示すように、Ｘ軸を辺ＡＢ上に、ＡからＢに向かう方向にとり、Ｙ軸を、Ｘ軸と直交し、辺ＡＢから辺ＣＤに向かう方向に、また頂点Ｄ上を通るように、設定した。このことから、最終的な座標計算式として、数式５に、平行移動の座標変換を施した上で前記パラメータを代入して求めた数式１０を使用した。数式１０の単位はミリメートルである。
【００１９】
【数１０】
この座標入力システムを用いて座標入力パネル５１を評価したところ、指示位置の座標を計算できることが確認された。
（実施例５）
本実施例５は、第３の実施の形態の、外部抵抗成分２６〜２９を無視できる場合に対応するものであり、座標入力パネル１１を受信側とするものである。
座標入力パネル１１は、次のようにして作成した。ガラス基材として、ソーダガラス（厚さ３ミリ）を略４６９×３７５ｍｍの大きさに切断したものを用い、ガラス基材の表面に、スパッタ法によってＩＴＯ（インジウム酸化物）膜を形成して面抵抗体１２とした。次に、抵抗性周囲電極１３、及び検出電極１４〜１７を、（株）アサヒ化学研究所製銀ペーストＬＳ−５０４（樹脂バインダー）にカーボンを混合したペーストをスクリーン印刷し、加熱硬化させることで形成した。このとき、座標入力領域１８の形状として、２ａ＝３２０ｍｍ、２ｂ＝２４０ｍｍ、θ＝６０度とした。抵抗性周囲電極１３の幅は、抵抗性周囲電極１３の頂点ＡＢ間の抵抗値が約８５Ω、頂点ＢＣ間の抵抗値が約３５Ωになるよう調整し、ｒａ＝８５／３２０＝０．２６６（Ω／ｍｍ）、ｒｂ＝３５／２４０＝０．１４６（Ω／ｍｍ）とすることによって、抵抗性周囲電極１３の互いに隣り合う辺の辺の長さ当たりの抵抗値を等しくなくした。次に、抵抗性周囲電極１３の４頂点に、銀ペーストを用いて、検出電極１４〜１７を形成した。
更に、面抵抗体１２上に、透明絶縁性基材を形成した。透明絶縁性基材を形成するには、面抵抗体１２と抵抗性周囲電極１３上にガラスペーストを印刷し、熱処理して粉末ガラスを溶融させ、焼結させた。最後に、検出電極１４〜１７上に、引き出し線２２〜２５を、ハンダ付けにより接続した。この際、面抵抗体１２のシート抵抗は５００Ω／□となるようにした。
このように作成した座標入力パネル１１を、図１に示した構成図のように作成したハードウエアに接続した。ただし、ＣＰＵ３１から出力される座標データを、シリアル通信によってパソコンに取り込むようにした。直交座標系ＸＹは、図２（ａ）のように設定し、最終的な座標計算式として、数式６に前記パラメータ（及びＲＡｅｘｔ＝０，ＲＢｅｘｔ＝０，ＲＣｅｘｔ＝０，ＲＤｅｘｔ＝０）を代入して求めた数式１１を使用した。数式１１の単位はミリメートルである。
【００２０】
【数１１】
この座標入力システムを用いて座標入力パネル１１を評価したところ、指示位置の座標を計算できることが確認された。
【符号の説明】
【００２１】
１ 座標入力パネル
２ 面抵抗体
３ 抵抗性周囲電極
４、５、６、７ 検出電極
８ 座標入力領域
１１ 座標入力パネル
１２ 面抵抗体
１３ 抵抗性周囲電極
１４、１５、１６、１７ 検出電極
１８ 座標入力領域
２１ 指
２２、２３、２４、２５ 引き出し線
２６、２７、２８、２９ 外部抵抗成分
３０ アナログ信号処理部
３１ 検出電極切り替えスイッチ
３２ 振動電圧印加回路
３３ 振動電圧発生器
３４ アナログマルチプレクサ
３５ Ａ／Ｄコンバータ
３６ ＣＰＵ
４１ 頂点Ｂの内角を２分する直線
４２ 頂点Ｃの内角を２分する直線
５１ 座標入力パネル
５２ 面抵抗体
５３ 抵抗性周囲電極
５４、５５、５６、５７ 駆動電極
５８ 座標入力領域
６１ 入力ペン
６２、６３、６４、６５ 引き出し線
６６、６７、６８、６９ 外部抵抗成分
７０ 駆動電極切り替えスイッチ
７１ 信号発生器
７２ ケーブル
７３ アナログ信号処理部
７４ Ａ／Ｄコンバータ
７５ ＣＰＵ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、指または座標指示器によりタッチされた位置を検出する座標入力システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１０は従来の長方形の座標入力領域８を有する座標入力パネル１であり、均一な面抵抗体２に、面抵抗体２と電気的に接続するように、面抵抗体２を取り囲む抵抗性周囲電極３を配設しており、４頂点に検出電極４、５、６、及び７を備えている。検出電極４、５、６、及び７は、抵抗性周囲電極３と電気的に接続されている。座標入力領域８は、面抵抗体２上にあり、抵抗性周囲電極３の内側である。
上記座標入力パネル１を用いた座標入力システムの座標検出方法として、座標入力パネル１が受信側であるような、座標指示器（以下入力ペンとする）から信号を発信し、静電容量結合もしくは直接の接触を介して、面抵抗体２が、入力ペンから発信された信号を受信する方法、更には面抵抗体２全体を電圧振動させて、指又は導電物で指示した点の位置を入力パネル側で検出する方法、及び、信号伝達の方向がこれと逆であって、座標入力パネル１が発信側であるような、面抵抗体２の各部を信号駆動し、入力ペンで受信する方法がある。
座標入力パネル１が受信側である場合は、面抵抗体２の一点に出入りする電流の、４頂点（４、５、６、及び７）へ配分される電流値を計測するものが知られている（特許３２３７６２９号（特許文献１）参照）。一方、座標入力パネル１が発信側である場合は、面抵抗体２に、検出電極４、５、６、及び７を一定電位やグランドに振り分けて接続することによって外部から電位勾配を与え、入力ペンによって指示座標点の電圧レベルを検出するものが知られている。指や入力ペンで指示した座標入力領域８内の位置の座標は、面抵抗体２に出入りする電流の４頂点への配分値、もしくは４頂点を駆動した際に入力ペンで計測した電圧を用いて、計算される。
４頂点への電流の配分、もしくは４頂点の駆動の仕方としては、４頂点全てに電流を配分したり、４頂点全てを一定電位かグランドのどちらかに振り分けて接続する方法が知られている。また、４頂点を、対角にある２個を１組として２組に組分けし、２組を交互に選択してそれらの対角の２頂点に電流を配分したり、２組を交互に選択してそれらの対角の２頂点を一定電位とグランドに接続して対角方向に電位勾配を与えるような、対角方式が知られている（特許４１６８５３７号（特許文献２））。
４頂点全てを同時に用いる方式では、座標入力領域８の形状を、正方形や長方形だけでなく、菱形を含む平行四辺形にまで拡張することができる。特に、座標入力パネル１が発信側である場合については、４頂点の隣り合う２頂点を一定電位に、残りの２頂点をグランドに接続して、等電位線が平行四辺形の対向する辺に対して平行になるような電位勾配を、対向辺ごとに形成することにより、容易に平行四辺形の座標入力領域８内の座標を計算することができる。また、座標入力パネル１が受信側である場合は、例えば同一出願人による特開２０１０−８６０８８号（特許文献３）のような方法を用いて、座標を計算することが可能である。
一方、対角方向の２頂点を同時に用いる対角方式は、４頂点全てを同時に用いる方式に比べ、座標入力パネル１が受信側である場合は、１検出点当たりの電流検出量が多くなることによってＳ／Ｎ比が向上するし、座標入力パネル１が発信側である場合は、パネルを駆動するための消費電力が削減される、といった利点を持つ。ただし、この方法では、座標入力領域８の形状が、基本的に、正方形や長方形に限られていた。
ところで、座標入力パネル１が受信側である場合は、４頂点の検出電極４、５、６、及び７は制御基板の電流検出手段に、また座標入力パネル１が発信側である場合は、４頂点は制御基板の電位出力手段に、ケーブルやコネクタなどを介して、それぞれ接続されている。従って、４頂点と、制御基板の電流検出手段もしくは電位出力手段との間には、それらの接続手段に起因する抵抗値が存在する。これらの抵抗は、座標入力パネル１の外部に存在する外部抵抗成分である。
抵抗性周囲電極３の抵抗値は、一般的に、座標の直線性を向上させるために、抵抗性周囲電極３が取り囲む面抵抗体２の抵抗値よりも低くされる。外部抵抗成分の抵抗値が、抵抗性周囲電極３の抵抗値に比べて非常に小さい場合、外部抵抗成分を無視することができる。しかし、４頂点と、制御基板の電流検出手段もしくは電位出力手段との間の接続に、延長の長いケーブルや、細く印刷された導電性のパターンが使用された場合などに、外部抵抗成分の抵抗値が、抵抗性周囲電極３の抵抗値に比べて無視できないほど大きくなることがある。このようなとき、検出信号を基に計算した座標は、正しい位置から離れるとともに、座標入力パネル１内の位置によってそのずれ方が異なり、例えば座標入力パネル１内で長方形を入力したときに、計算した座標では、その形状が歪んでしまうことがある。特に、対角方式では、２つの対角方向の歪みが独立して発生するため、斜め方向の歪みが生じ、補正することが困難であることがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許３２３７６２９号
【特許文献２】特許４１６８５３７号
【特許文献３】特開２０１０−８６０８８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、正方形や長方形だけでなく、菱形を含む平行四辺形の形状を有する座標入力領域を持つ座標入力パネルに対して有効であって、対角方式の利点を持ち、４頂点と、制御基板の電流検出手段もしくは電位出力手段との間に、抵抗性周囲電極３の抵抗値に比べて無視できない程度の大きな抵抗値を持つ外部抵抗成分が存在する場合に、それらの外部抵抗成分の影響を補正することのできる座標計算方法を備える座標検出システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、少なくとも面抵抗体が形成された単連結である平行四辺形の座標入力領域と、該平行四辺形の座標入力領域の外縁を構成する４辺上に前記面抵抗体と電気的に接触するように設けられた、単位長さ当たりの抵抗値が一定であり、少なくとも対向辺同士の単位長さ当たりの抵抗値が等しいような直線の抵抗性周囲電極と、前記平行四辺形の座標入力領域の４個の頂点に前記抵抗性周囲電極と電気的に接触するように設けられた検出電極と、該４個の検出電極に流れる電流を計測する電流計測手段と、前記４個の検出電極から電流検出手段までの間にそれぞれ存在する４つの外部抵抗成分と、前記４個の検出電極を対角にある２個を１組として２組に組分けしたとき、任意の１組の検出電極を前記電流計測手段に接続し、残りの１組の検出電極を非接続にするような検出電極接続手段と、前記座標入力領域内の位置を指又は信号発信機能を持つ座標指示器で指示したときに、前記４個の検出電極に流れる電流値から、前記指又は座標指示器で指示した前記座標入力領域内の位置を、前記平行四辺形の座標入力領域に対して任意の位置関係で設定された直交座標系において計算する座標計算手段とを持ち、該座標計算手段は、２組の対角のそれぞれについて、対角にある２個の前記検出電極を前記検出電極接続手段により前記電流計測手段に接続して計測した電流値を用いて、その検出電極がある前記平行四辺形の頂点の内角を２分する傾きを持ち、前記平行四辺形の中心を通る座標軸上の位置を、対角間の抵抗値と、対角にある２個の前記検出電極から電流検出手段までの間に存在する２つの前記外部抵抗成分の抵抗値の比率を用いて、前記外部抵抗成分の抵抗値の影響を補正することによって計算し、その位置を座標変換することにより、前記直交座標系における位置を計算する座標入力システムを第１の要旨とする。
また、少なくとも面抵抗体が形成された単連結である平行四辺形の座標入力領域と、該平行四辺形の座標入力領域の外縁を構成する４辺上に前記面抵抗体と電気的に接触するように設けられた、単位長さ当たりの抵抗値が一定であり、少なくとも対向辺同士の単位長さ当たりの抵抗値が等しいような直線の抵抗性周囲電極と、前記平行四辺形の座標入力領域の４個の頂点に前記抵抗性周囲電極と電気的に接触するように設けられた駆動電極と、座標指示器と、該座標指示器の位置の電圧を計測する電圧計測手段と、前記４個の駆動電極を対角にある２個を１組として２組に組分けしたとき、任意の１組の駆動電極に含まれる２個の駆動電極のそれぞれを駆動すると同時に駆動しない方の駆動電極を接地し、残りの１組の駆動電極を非接続にするような駆動電極接続手段と、前記４個の駆動電極から駆動電極接続手段までの間にそれぞれ存在する４つの外部抵抗成分と、前記座標入力領域内の位置を前記座標指示器で指示したときに、前記４個の駆動電極をそれぞれ駆動したときの電圧値から、前記座標指示器で指示した前記座標入力領域内の位置を、前記平行四辺形の座標入力領域に対して任意の位置関係で設定された直交座標系において計算する座標計算手段とを持ち、該座標計算手段は、２組の対角のそれぞれについて、対角にある２個の前記駆動電極を前記駆動電極接続手段によりそれぞれ駆動して計測した電圧値を用いて、その駆動電極がある前記平行四辺形の頂点の内角を２分する傾きを持ち、前記平行四辺形の中心を通る座標軸上の位置を、対角間の抵抗値と、対角にある２個の前記駆動電極から駆動電極接続手段までの間に存在する２つの前記外部抵抗成分の抵抗値の比率を用いて、前記外部抵抗成分の抵抗値の影響を補正することによって計算し、その位置を座標変換することにより、前記直交座標系における位置を計算する座標入力システムを第２の要旨とするものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明による座標入力システムによれば、正方形や長方形だけでなく、菱形を含む平行四辺形の形状を持つ座標入力領域を有し、同時に対角方式の利点を持った座標入力システムを構築することが可能である。
正方形や長方形だけでなく、菱形を含む平行四辺形の座標入力領域を可能とすることは、座標入力システムの自由度や利用範囲を、より拡大することにつながる。
平行四辺形の形状を有する座標入力領域を持つ座標入力パネルが受信側である場合は、４頂点全てを同時に用いる方法に比べ、駆動電圧を等しくすれば、１検出点当たりの電流検出量が多くなるのでＳ／Ｎ比がよくなり、座標検出精度を向上させることができる。また、４頂点全てを同時に用いる方法と同じＳ／Ｎ比を得るために、駆動電圧を低くすることができる。
一方、平行四辺形の形状を有する座標入力領域を持つ座標入力パネルが発信側である場合は、４頂点全てを同時に用いる方法に比べ、駆動電圧を同じくしたとしても、負荷抵抗が大きくなるため、駆動電流が自動的に小さくなり、消費電力を低下させることができる。
更に、本発明による座標入力システムによれば、４頂点と、制御基板の電流検出手段もしくは電位出力手段との間に、抵抗性周囲電極の抵抗値に比べて無視できないほど大きな抵抗値を持つ外部抵抗成分が存在する場合に、正方形や長方形だけでなく、菱形を含む平行四辺形の形状を持つ座標入力領域を有し、同時に対角方式の利点を持った座標入力システムを構築することが可能である。
４頂点と、制御基板の電流検出手段もしくは電位出力手段との間の接続に、延長の長いケーブルや、細く印刷された導電性のパターンなどを使用することができる。更に、４頂点のそれぞれに接続されるケーブルやパターンの個別の抵抗値が異なっていても構わないので、より自由度の高い座標入力システムを構築することができる。
抵抗性周囲電極の設計の都合上、例えばパネル外形と座標入力領域の形状からくる制限によって、抵抗性周囲電極の互いに隣り合う辺の長さ当たりの抵抗値が異なってしまうことがある。また、抵抗性周囲電極の作り方として、低抵抗の導電性エレメントを互いに分離させて配列するような場合に、パターンに起因する条件によって、やはり、抵抗性周囲電極の互いに隣り合う辺の長さ当たりの抵抗値が異なってしまうことがある。このような場合にも、座標を正確に検出することが可能である。
座標入力パネルの対角間の抵抗値と、外部抵抗成分の抵抗値の比率から、外部抵抗成分が、システムの実効的な座標分解能に与える影響を予測することができるので、開発効率の向上を見込むことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施の形態を示す模式図
【図２】座標計算方法を説明するための概念図
【図３】外部抵抗成分の影響を説明するための概念図
【図４】第２の実施の形態を示す模式図
【図５】実施例１の座標入力パネルの模式図
【図６】実施例１の座標入力データの例を示す図
【図７】実施例２の座標入力パネルの模式図
【図８】実施例２の座標入力データの例を示す図
【図９】実施例４において設定した直交座標系ＸＹ
【図１０】従来の長方形の座標入力パネル
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、添付図面に従って、本発明に係る座標補正方法の好ましい実施の形態について詳説する。
〈第１の実施の形態〉
図１は、第１の実施の形態になる座標入力システムの一例を示す模式図であり、入力パネルが受信側である場合である。指２１が座標入力パネル１１の座標入力領域１８内で指示した位置（Ｘ，Ｙ座標）を検出する座標入力システムの構成図である。面抵抗体１２は、透明なガラス、樹脂、または不透明な絶縁基材の片面に塗布、蒸着等により均一に形成したものである。面抵抗体１２の表面は、指２１が面抵抗体１２に直接触れない様に絶縁処理することによって、指２１と面抵抗体１２との静電容量結合による信号伝達をさせるようにしてもよいし、絶縁処理せず、指２１と面抵抗体１２の直接的な電気的接触による信号伝達をさせるようにしてもよい。ここでは、面抵抗体１２の表面に絶縁処理をした場合を説明する。均一な面抵抗体１２の周囲又は内部に、各辺が直線である平行四辺形の抵抗性周囲電極１３を密着配設し、抵抗性周囲電極１３の内部を平行四辺形の座標入力領域１８とする（図１に示す座標入力パネル１１は、長方形を斜視図で描いたものではなく、平行四辺形の座標入力領域１８を有する座標入力パネル１１を表すものである）。抵抗性周囲電極１３上において、平行四辺形の座標入力領域１８の４頂点に当たる位置を検出電極１４〜１７とし、そこにそれぞれ１本ずつ引き出し線２２〜２５を接続する。引き出し線２２〜２５は、ぞれぞれ外部抵抗成分２６〜２９を含む。引き出し線２２〜２５を、アナログ信号処理部３０内の検出電極切り替えスイッチ３１に接続する。
座標を検出する際、ＡＣ信号源としての振動電圧発生器３３は、振動電圧印加回路３２に振動電圧を与え、振動電圧印加回路３２は、検出電極１４〜１７のうち、検出電極切り替えスイッチ３１によって接続されている検出電極を、低インピーダンスで電圧振動させ、且つ、アナログマルチプレクサ３４に検出電極から流入した電流を出力する。簡単な例としては、トランジスタのベースをＡＣ信号で振動させ、エミッタを検出電極と接続して、コレクタから電流出力するものがある。
検出電極切り替えスイッチ３１は、平行四辺形の座標入力領域１８の２組の対角を同時に接続する組み合わせで動作させる。つまり、検出電極１４と１６を同時に接続し、検出電極１５と１７を非接続にする組み合わせと、検出電極１５と１７を同時に接続し、検出電極１４と１６を非接続にする組み合わせの２つを交互に実施する。
ＡＣ信号源としての振動電圧発生器３３によって、面抵抗体１２は、全面が電圧振動する。人体は、従来から知られているように、ＡＣ信号に対して接地効果を持っており、人体の指２１が面抵抗体１２に接触または近接すると、静電容量結合により、指先を通して面抵抗体１２との間にＡＣ信号電流が流れる。検出電極１４〜１７は、アナログマルチプレクサ３４を通してＡ／Ｄコンバータ（アナログ／デジタル変換器）３５に接続しており、各検出電極に流れる電流に比例した電圧がＡ／Ｄコンバータ３５に印加される。このため、指先から面抵抗体１２を通して流れ、検出電極１４〜１７のうち、検出電極切り替えスイッチ３１によって接続されている検出電極へ配分される電流の値を、電圧値としてデジタル値で得ることができる。ＣＰＵ３６は、アナログマルチプレクサ３４を順番に切り替え（図示せず）、Ａ／Ｄコンバータ３５が出力するデジタル値を入力し、後述するような方法で、指２１や入力ペンの指示位置の座標を計算する。ＣＰＵ３６は計算した座標を出力し、座標は後段の装置によって利用される。
また、入力ペンから信号を発信する場合も、同様にして計測することが可能である。
面抵抗体１２は、不透明なカーボン膜、または、スパッタ法によって形成した透明なＩＴＯ（インジウム錫酸化物）膜、ＣＶＤ法によって形成したＮＥＳＡ（酸化錫）膜、等を、基材上に均一に成膜したものであり、面抵抗値は約１ＫΩ／□程度が好ましい。基材は、例えば、ソーダガラスを使用することができるが、特に材質が限定されるものではなく、任意のガラス素材あるいはアクリル樹脂、ポリエチレン樹脂などの透明な樹脂素材を使用できる。用途によっては不透明な絶縁性の基材を用いてもよい。
単連結である面抵抗体１２の周囲又は内部に、各辺が直線である平行四辺形の抵抗性周囲電極１３を、全ての辺が面抵抗体１２と電気的に接触する様に設ける。ここで単連結とは、面抵抗体１２は内部に孤立した穴が存在しないような形状であり、ひとつながりになっていることを意味するものである。ただし、成膜方法に応じて面抵抗体１２上に生じるピンホール程度の大きさの穴のような、面抵抗体１２内部の電流の巨視的な流れを阻害しないものであれば、あっても何ら問題にならない。また、受傷などによってより大きな穴が生じた場合は、少なくともその穴の周りで、穴の大きさに応じて座標が歪むものの、穴から離れるほど指２１や入力ペンの指示位置の座標計算に及ぼす影響は小さくなるため、穴が小さければ、実用上の問題は生じない。
面抵抗体１２を取り囲む抵抗性周囲電極１３は、カーボン、銀カーボン、又は銀等を密着配設したものであり、例えば、銀インクのような導電性インクをスクリーン印刷し、焼成する等の手法で作成する。抵抗性周囲電極１３の各辺は、幅を持った直線形状でもよいし、低抵抗の導電性エレメントを互いに分離させて配列し、面抵抗体１２の抵抗を活用して形成するようにしたものでもよい。抵抗性周囲電極１３は、各辺毎に長さ当たりの抵抗値を一定にする。本実施の形態では、全ての辺の長さ当たりの抵抗値が等しい場合を説明する。
また、抵抗性周囲電極１３の抵抗値は面抵抗体１２の抵抗値に比べて低い方がよく、面抵抗体１２の面抵抗値を１ＫΩ／□程度とした場合は、抵抗性周囲電極１３の隣り合う頂点間の抵抗値を、２０〜２００Ω程度にするのが好ましい。
各頂点の検出電極１４〜１７は、引き出し線を接続するためのものであり、ハンダ付け可能な導電性インクを印刷・焼成して形成する。検出電極１４〜１７を形成するための導電性インクとして、抵抗性周囲電極１３と同じものを使用することができる場合には、検出電極１４〜１７と、抵抗性周囲電極１３は、一回の処理で印刷・焼成して形成することが可能である。
外部抵抗成分２６〜２９は、広範には、引き出し線２２〜２５だけでなく、検出電極切り替えスイッチ３１、振動電圧印加回路３２といった要素に含まれる抵抗成分の、検出電極１４〜１７の各々から発する経路ごとの合計である。しかし、引き出し線２２〜２５に内在する抵抗がそのうちの大きな部分を占めるため、ここでは、外部抵抗成分２６〜２９として、引き出し線２２〜２５に内在する抵抗のみを取り扱う。
引き出し線２２〜２５として、充分に低抵抗のリード線等を使用する場合は、外部抵抗成分２６〜２９は、抵抗性周囲電極１３の抵抗値よりも極めて小さくなり、座標を計算する上で、独立して考慮しなくても済む程度になる。一方で、例えば、引き出し線２２〜２５の延長が長かったり、引き出し線２２〜２５の材質や形状によって抵抗が比較的高い場合などには、外部抵抗成分２６〜２９が大きくなる。また、座標入力パネル１１とアナログ信号処理部３０を接続するケーブルをまとめるために、座標入力パネル１１上の、抵抗性周囲電極１３の外側に、検出電極１４〜１７のそれぞれから座標入力パネル１１の外周の任意の位置まで、導電性のパターンを形成するような場合にも、使用する導電性インク、パターンの太さなどに応じて、外部抵抗成分２６〜２９が大きくなる（このとき、導電性のパターンは、引き出し線２２〜２５の一部とみなす）。特に、印刷の回数を増やさないように、導電性パターンを抵抗性周囲電極１３と同じ導電性インクで印刷する場合は、外部抵抗成分２６〜２９の抵抗値と抵抗性周囲電極１３の抵抗値の比率は、パターンの太さに応じて、ほぼ数倍以内という低い比率になる。
抵抗性周囲電極１３は、印刷等の手法で形成するうえ、検出電極１４〜１７に引き出し線２２〜２５を接続する必要があるため、有限の幅を持つ。このとき、少なくとも抵抗性周囲電極１３と面抵抗体１２の境界線においては、抵抗性周囲電極１３と面抵抗体１２が電気的に接触している必要がある。通常、面抵抗体１２を成膜した上から抵抗性周囲電極１３を形成するが、面抵抗体１２が抵抗性周囲電極１３の外側にはみ出ていても構わない。その際も、座標入力領域１８は、抵抗性周囲電極１３の内部である。
抵抗性周囲電極１３及び面抵抗体１２の形状は、基材に収まるものであればよく、必ずしも抵抗性周囲電極１３及び面抵抗体１２と基材の形状を略一致させる必要はないが、抵抗性周囲電極１３及び面抵抗体１２と基材の形状を同じようにした方が、座標入力システムを何らかの製品に組み込む際に、組み込む製品のデザイン上の自由度が大きくなるため好ましい。抵抗性周囲電極１３の外側に、引き出し線２２〜２５の一部として導電性パターンを形成する場合は、面抵抗体１２が導電性パターンと重ならないようにする必要がある。
次に、指２１や入力ペンの指示位置の座標を計算する方法について説明する。図２（ａ）に、平行四辺形の座標入力領域１８と、最終的にその中で座標を計算する直交座標系ＸＹを示す。平行四辺形の４頂点に便宜的に名前をつけ、検出電極１４〜１７に当たるそれぞれの頂点を、頂点Ａ〜Ｄと呼ぶことにする。また、直交座標系ＸＹは、利用者の都合に応じ、平行四辺形の座標入力領域１８に対して任意の位置関係で設定された直交座標系であり、平行四辺形の座標入力領域１８に対して、原点を任意の位置とし、Ｘ軸を任意の方向にとることができる。平行四辺形の座標入力領域１８の中心に対する座標系のオフセットが既知であり、また平行四辺形の座標入力領域１８のいずれかの辺に対するＸ軸の傾きが既知であれば、よく知られたアフィン変換によって、最終的に直交座標系ＸＹの座標を求めることができる。本実施の形態では、説明のため、図２（ａ）で示したように、直交座標系ＸＹの原点を平行四辺形の座標入力領域１８の中心と同一とし、Ｘ軸を平行四辺形の座標入力領域１８の辺ＡＢと平行とした場合を例とすることにするが、構成をこの関係に限定するものではない。
続いて、図２（ｂ）を用いて、平行四辺形の座標入力領域１８の形状を規定するパラメータの定義を説明する。平行四辺形は、隣り合う２辺のそれぞれの長さと、それらの間の角度を決めることにより、一意に決定することができる。ここでは、辺ＡＢの長さを２ａ、辺ＢＣの長さを２ｂ、頂点Ｂの内角、つまり角度ＡＢＣをθとする。
更に、図２（ｃ）を用いて、本発明になる対角方式において用いる座標系を定義する。対角方式の座標系は、その２つの座標軸が、平行四辺形の座標入力領域１８の頂点の内角を２分する傾きを持ち、平行四辺形の座標入力領域１８の中心を通るようなものとする。平行四辺形の座標入力領域１８の頂点Ｂの内角を２分する直線４１は、頂点Ｄの内角を２分する直線（図示せず）と同じ傾きを持つ。この傾きを持ち、平行四辺形の座標入力領域１８の中心を通る座標軸を、頂点Ｄから頂点Ｂに向かう方向に、座標軸ｕとする。一方、頂点Ｃの内角を２分する直線４２は、頂点Ａの内角を２分する直線（図示せず）と同じ傾きを持つ。この傾きを持ち、平行四辺形の座標入力領域１８の中心を通る座標軸を、頂点Ａから頂点Ｃに向かう方向に、座標軸ｖとする。平行四辺形の幾何学的な性質を勘案すると、座標軸ｕと座標軸ｖは必ず直交することを容易に導出できる。従って、座標軸ｕと座標軸ｖとからなる座標系は直交座標系であり、この直交座標系ｕｖを、対角方式においてまず座標を計算する座標系とする。
直交座標系ｕｖは、例えば、図２（ａ）に示した、Ｘ軸を辺ＡＢと平行とした直交座標系ＸＹに対して、θ／２だけ傾いている。従って、直交座標系ｕｖから直交座標系ＸＹへは、容易に座標変換することができる。勿論、直交座標系ＸＹの位置がこれとは異なっていても、直交座標系ｕｖとの関係が既知であれば、座標変換は可能である。
今、指先から面抵抗体１２を通して座標入力パネル１１に流れた電流のうち、検出電極切り替えスイッチ３１によって検出電極１４と１６が接続され、検出電極１５と１７が非接続のときに、検出電極１４（頂点Ａ）に流れる電流をＡ／Ｄコンバータ３５によって測定した値を測定値Ａ、検出電極１６（頂点Ｃ）に流れる電流を測定した値を測定値Ｃとする。また、検出電極切り替えスイッチ３１によって検出電極１５と１７が接続され、検出電極１４と１６が非接続のときに、検出電極１５（頂点Ｂ）に流れる電流を測定した値を測定値Ｂ、検出電極１７（頂点Ｄ）に流れる電流を測定した値を測定値Ｄとする。このとき、指２１の位置は、もし外部抵抗成分２６〜２９の抵抗値を０とするなら、直交座標系ｕｖにおいて、次の数式１によって求めることができる。
【０００９】
【数１】
数式１によって座標（ｕ，ｖ）を計算した段階で、測定値Ａ〜Ｄは、いずれも分数表現の分母と分子に同じ次数で現れることにより、その単位の意味を失う。従って、測定値Ａ〜Ｄは、同じ手段によって測定されたものであればよく、単位を問わない。加えて、数式１のｕの式には測定値ＢとＤのみが含まれ、ｖの式には測定値ＡとＣのみが含まれる。測定値ＢとＤ、及び測定値ＡとＣは、電極切り替えスイッチ３１によって同時に接続される頂点ＢとＤ、及び頂点ＡとＣに流れる電流を測定したものである。従って、測定値「Ｂ，Ｄ」と「Ａ，Ｃ」が異なる式に切り離されていることになり、これは、電極切り替えスイッチ３１によって頂点ＢとＤを接続して測定するときと、頂点ＡとＣを接続して測定するときとで、測定に関する条件が例え異なっていたとしても、それらの差異は、（ｕ，ｖ）を計算する時点で正規化されて問題でなくなり、計算結果の座標には何ら影響を与えないことを示唆している。
次に、外部抵抗成分２６〜２９の影響を補正する方法を説明する。数式１によって計算される座標（ｕ，ｖ）は、次の範囲の値となる。ｕは、［−（ａ＋ｂ）ｃｏｓ（θ／２），（ａ＋ｂ）ｃｏｓ（θ／２）］の範囲の値となり、指がそれぞれ頂点Ｄ、頂点Ｂの位置にあるときに、範囲の両端の値となる。ｖは、［−（ａ＋ｂ）ｓｉｎ（θ／２），（ａ＋ｂ）ｓｉｎ（θ／２）］の範囲の値となり、指がそれぞれ頂点Ａ、頂点Ｃの位置にあるときに、範囲の両端の値となる。図３（ａ）にｕの場合の例を示す。
数式１によって計算される座標（ｕ，ｖ）の範囲は、外部抵抗成分２６〜２９によって影響を受ける。その影響を、座標ｕを例にとって、説明する。今、座標入力パネル１１の検出電極１５（頂点Ｂ）と検出電極１７（頂点Ｄ）との間の抵抗値がＲＢＤであったとする。これは、座標入力パネル１１に引き出し線２２〜２５が接続されていないか、引き出し線２２〜２５が回路側に接続していないなど、検出電極１５と検出電極１７との間が、電気的に、面抵抗体１２及び抵抗性周囲電極１３のみで接続されている状態で、検出電極１５と検出電極１７とにそれぞれテスタのプローブを当てて抵抗測定をするなどして得た値である。一方、外部抵抗成分２７がＲＢｅｘｔ、外部抵抗成分２９がＲＤｅｘｔであったとする。これらは、ＲＢＤを測定するときと同じ条件で、検出電極１５と引き出し線２３の検出電極１５に接続していない端との間の抵抗値を測定したもの、また、検出電極１７と引き出し線２５の検出電極１７に接続していない端との間の抵抗値を測定したものである。図３（ｂ）に、これらの間の関係を、座標ｕに与える影響を主眼として模式的に示す。
指がそれぞれ頂点Ｄ、頂点Ｂの位置にあるときに、数式１によって計算される座標ｕは、外部抵抗成分２７及び２９のために、前記した範囲の両端の値にならず、より内側の値になる。外部抵抗成分２７及び２９が存在するときに、指が頂点Ｄの位置にあるときに数式１によって計算される座標をｕＤ、また、指が頂点Ｂの位置にあるときに数式１によって計算される座標をｕＢとする。すると、ｕＤ及びｕＢは、検出電極１５及び１７間の抵抗値ＲＢＤ、外部抵抗成分２７の値であるＲＢｅｘｔ、及び外部抵抗成分２９の値であるＲＤｅｘｔの比率を基にして、次の数式２のように求めることができる。数式２には、同様にして計算した、指が頂点Ａの位置にあるときに数式１によって計算される座標ｖＡ、及び、指が頂点Ｃの位置にあるときに数式１によって計算される座標ｖＣをも示す。ただし、検出電極１４と検出電極１６との間の抵抗値をＲＣＡ、外部抵抗成分２６の値をＲＡｅｘｔ、外部抵抗成分２８の値をＲＣｅｘｔとする。
【００１０】
【数２】
外部抵抗成分２６〜２９が存在しなければ、ｕＤは−（ａ＋ｂ）ｃｏｓ（θ／２）、ｕＢは（ａ＋ｂ）ｃｏｓ（θ／２）であるはずなので、次の数式３に示す変換を行うことにより、数式１によって計算された座標ｕを、外部抵抗成分２７及び２９の影響を除去した座標ｕ’に補正することができる。同様にして、ｖも補正することができる。外部抵抗成分２６〜２９の影響を除去した座標（ｕ’，ｖ’）の計算式を、数式３に示す。
【００１１】
【数３】
ここで、図２（ａ）で示したように、直交座標系ＸＹの原点が平行四辺形の座標入力領域１８の中心と同一であり、直交座標系ｕｖが直交座標系ＸＹに対してθ／２だけ傾いているような場合を例にとって、最終的な座標（Ｘ，Ｙ）を算出するための式を示す。（Ｘ，Ｙ）は（ｕ’，ｖ’）を−θ／２だけ回転するようなアフィン変換によって求めることができるから、（ｕ’，ｖ’）にそのような座標変換を施し、その式に数式３を代入して整理すると、数式４に示す座標計算式を得る。
【００１２】
【数４】
特殊な場合として、座標入力領域１８が長方形か正方形であれば、直交座標系ｕｖは、正立させた長方形か正方形の座標入力領域１８に対して、４５度の傾きを持つ。このとき、直交座標系ＸＹを、長方形か正方形の座標入力領域１８に対して図２（ａ）のように設定すると、θ＝９０度、ｓｉｎθ＝１、ｃｏｓθ＝０であるので、座標計算式である数式２は、特に簡単な表現になる。
また、引き出し線２２〜２５として、充分に低抵抗のリード線等を使用する場合は、外部抵抗成分２６〜２９は、抵抗性周囲電極１３の抵抗値よりも極めて小さくなり、座標を計算する上で、独立して考慮しなくても済む程度になる。このような場合は、外部抵抗成分を考慮しない座標（ｕ，ｖ）の計算式である数式１を、直交座標系ＸＹに座標変換すればよい。
図２（ａ）で示したように、直交座標系ＸＹの原点が平行四辺形の座標入力領域１８の中心と同一であり、直交座標系ｕｖが直交座標系ＸＹに対してθ／２だけ傾いているようなとき、外部抵抗成分２６〜２９を無視できる場合の座標計算式は、数式５のようになる。
【００１３】
【数５】
外部抵抗成分２６〜２９を無視でき、且つ、座標入力領域１８が長方形か正方形であれば、数式５において、ｓｉｎθ＝１、ｃｏｓθ＝０とおくことができるので、座標計算式は、最も簡単な形になる。
〈第２の実施の形態〉
図４は、第２の実施の形態になる座標入力システムの一例を示す構成図であり、入力パネルが発信側である場合である。第１の実施の形態と同じ内容については、説明を適宜省略する。入力ペン（座標指示器）６１が座標入力パネル５１の座標入力領域５８内で指示した位置（Ｘ，Ｙ座標）を検出する座標入力システムの構成図である。均一な面抵抗体５２の周囲又は内部に、各辺が直線である平行四辺形の抵抗性周囲電極５３を密着配設し、抵抗性周囲電極５３の内部を平行四辺形の座標入力領域５８とする。ここでも第１の実施の形態と同様、面抵抗体５２の表面に絶縁処理をした場合を説明する。抵抗性周囲電極５３上の、平行四辺形の座標入力領域５８の各頂点に当たる位置に駆動電極５４〜５７を形成し、そこにそれぞれ１本ずつ引き出し線６２〜６５を接続する。引き出し線６２〜６５は、ぞれぞれ外部抵抗成分６６〜６９を含む。引き出し線６２〜６５を、駆動電極切り替えスイッチ７０に接続する。
座標を検出するには、電位出力手段である信号発生器７１によって面抵抗体５２にＡＣ電位勾配を与える。電位勾配は、駆動電極切り替えスイッチ７０によって、平行四辺形の座標入力領域５８の対角を同時に接続する組み合わせで与えるようにする。即ち、次の４つの組み合わせが存在する。一つめ、駆動電極５４を信号発生器７１の出力側に接続し、駆動電極５６を接地側に接続し、駆動電極５５及び５７を非接続にする。二つめ、駆動電極５５及び５７を非接続のまま、駆動電極５４と５６の、信号発生器７１に対する出力側と接地側の接続を入れ替える。三つめ、駆動電極５５を信号発生器７１の出力側に接続し、駆動電極５７を接地側に接続し、駆動電極５４及び５６を非接続にする。四つめ、駆動電極５４及び５６を非接続のまま、駆動電極５５と５７の、信号発生器７１に対する出力側と接地側の接続を入れ替える。
これらのそれぞれの接続状態において、面抵抗体５２の、入力ペン６１の先端に近い位置のＡＣ信号レベルは、静電容量結合を介して入力ペン６１に伝達され、更にケーブル７２を通じてアナログ信号処理部７３に伝達される。アナログ信号処理部７３は、図示しないが、増幅器、帯域通過フィルタ、ＡＣ／ＤＣ変換器（ＡＭ検波器）等を含み、入力したＡＣ信号レベルに比例したＤＣ信号レベルを出力する。ＣＰＵ７５は、Ａ／Ｄコンバータ７４が出力するデジタル値を入力し、入力ペン６１の指示位置を計算する。
今、入力ペン６１の先端に近い位置の電位を測定した値のうち、駆動電極切り替えスイッチ７０によって駆動電極５４（頂点Ａ）が信号発生器７１の出力側に、駆動電極５６が接地側に接続され、駆動電極５５と５７が非接続のときの測定値を測定値Ａ、駆動電極５５（頂点Ｂ）が信号発生器７１の出力側に、駆動電極５７が接地側に接続され、駆動電極５４と５６が非接続のときの測定値を測定値Ｂ、駆動電極５６（頂点Ｃ）が信号発生器７１の出力側に、駆動電極５４が接地側に接続され、駆動電極５５と５７が非接続のときの測定値を測定値Ｃ、駆動電極５７（頂点Ｄ）が信号発生器７１の出力側に、駆動電極５５が接地側に接続され、駆動電極５４と５６が非接続のときの測定値を測定値Ｄとする。このとき、入力ペン６１の位置は、外部抵抗成分６６〜６９の抵抗値を０とするなら、直交座標系ｕｖにおいて、同じく、前出の数式１によって求めることができる。
外部抵抗成分６６〜６９の影響の仕方は、第１の実施の形態と同様であり、同じようにして補正することができる。
直交座標系ｕｖにおいて求めた座標を、直交座標系ＸＹに座標変換することにより、求める座標を得ることができる。
〈第３の実施の形態〉
第１の実施の形態において、抵抗性周囲電極１３の、全ての辺の長さ当たりの抵抗値が等しい場合を説明した。第３の実施の形態として、面抵抗体１２を取り囲む平行四辺形の抵抗性周囲電極１３について、平行四辺形の対辺同士の長さ当たりの抵抗値は等しく、平行四辺形の互いに隣り合う辺同士の長さ当たりの抵抗値の関係には制限がない場合を説明する。第１の実施の形態と同じ内容については、説明を適宜省略する。
抵抗性周囲電極１３の、辺ＡＢ及び辺ＣＤの長さ当たりの抵抗値をｒａ、辺ＢＣ及び辺ＤＡの長さ当たりの抵抗値をｒｂ（次元は共に［オーム／長さ］）とする。このとき、直交座標系ＸＹにおける最終的な座標（Ｘ，Ｙ）は、数式６によって求めることができる。
【００１４】
【数６】
数式６は、抵抗性周囲電極１３の互いに隣り合う辺同士の長さ当たりの抵抗値が等しければ（Ｒａ＝Ｒｂであれば）、数式４（のｕ，ｕＤ，ｕＢ，ｖ，ｖＡ及びｖＣを展開したもの）と一致するし、更に外部抵抗成分２６〜２９が無視できる場合には、それらを０と置くことによって、数式５と一致する。
また、詳細は説明しないが、入力パネルが発信側であるような、第２の実施の形態において説明した構成についても、抵抗性周囲電極１３の互いに隣り合う辺同士の長さ当たりの抵抗値が等しくない場合、本実施の形態と同じ計算方法を適用することができる。
【実施例】
【００１５】
以下、実施例により、本発明を説明する。本発明は、以下の実施例に限定されるものでなく、本発明の技術範囲において、種々の変形例を含むものである。
（実施例１）
本実施例１は、第１の実施の形態に対応するものであり、座標入力パネル１１を受信側とするものである。
座標入力パネル１１は、次のようにして作成した。ガラス基材として、ソーダガラス（厚さ３ミリ）を略４６９×３７５ｍｍの大きさに切断したものを用い、ガラス基材の表面に、スパッタ法によってＩＴＯ（インジウム酸化物）膜を形成して面抵抗体１２とした。次に、抵抗性周囲電極１３、及び引き出し線２２〜２５の一部を、（株）アサヒ化学研究所製銀ペーストＬＳ−５０４（樹脂バインダー）にカーボンを混合したペーストをスクリーン印刷し、加熱硬化させることで形成した。このとき、座標入力領域１８の形状として、２ａ＝３７８ｍｍ、２ｂ＝３０３ｍｍ、θ＝９０度の長方形とした。抵抗性周囲電極１３の幅は、抵抗性周囲電極１３の頂点ＡＢ間の抵抗値が約６８Ω、頂点ＢＣ間の抵抗値が約５２Ωになるよう調整し、３７８／３０３＝１．２５≒６８／５２＝１．３１とすることによって、抵抗性周囲電極１３の全ての辺の長さ当たりの抵抗値をほぼ等しくした。また、引き出し線２２〜２５は、それぞれをガラス上に印刷した部分と低抵抗のリード線部分とに分割し、印刷した部分は、抵抗性周囲電極１３の外側に、座標入力パネルの左辺中央部で引き出し線２２〜２５の低抵抗のリード線部分と接続するように、ただし、検出点１６に接続する引き出し線２４は最短距離ではなく遠い側を回り込むように構成し、印刷した部分の幅は、一辺当たりの抵抗値が抵抗性周囲電極の一辺の抵抗値の１／２〜１／４程度になるよう、調整した。図５に、引き出し線２２〜２５の印刷した部分を含めた座標入力パネル１１の模式図を示す。次に、抵抗性周囲電極１３の４頂点に、銀ペーストを用いて、検出電極１４〜１７を形成した。
更に、面抵抗体１２上に、透明絶縁性基材を形成した。透明絶縁性基材を形成するには、面抵抗体１２と抵抗性周囲電極１３上にガラスペーストを印刷し、熱処理して粉末ガラスを溶融させ、焼結させた。最後に、検出電極１４〜１７上に、引き出し線２２〜２５を、ハンダ付けにより接続した。この際、面抵抗体１２のシート抵抗は５００Ω／□となるようにした。
また、座標計算に用いる抵抗値を測定したところ、ＲＡ＝８．０Ω、ＲＢ＝２７．０Ω、ＲＣ＝４２．８Ω、ＲＤ＝８．２Ω、ＲＢＤ＝４７．９Ω、ＲＣＡ＝４７．９Ωであった。
このように作成した座標入力パネル１１を、図１に示した構成図のように作成したハードウエアに接続した。ただし、ＣＰＵ３１から出力される座標データを、シリアル通信によってパソコンに取り込むようにした。直交座標系ＸＹは、図２（ａ）のように設定し、最終的な座標計算式として、数式１及び数式４に前記パラメータを代入して求めた数式７を使用した。数式７の単位はミリメートルである。
【００１６】
【数７】
この座標入力システムを用いて座標入力パネル１１を評価したところ、図６（ａ）に示すような結果を得た。これは、座標入力領域１８内で、一定間隔の縦横格子上を指でなぞり、座標を計算した結果である。グラフの範囲は、座標入力パネル１１の入力可能範囲におおよそ合わせてある。全体的に見られる格子の内側への歪みの程度は、面抵抗体１２の抵抗値と抵抗性周囲電極１３の抵抗値の比率によって決まるものであり、これを修正したり補正したりする方法は一般的に開示されている。
因みに、ＲＡ、ＲＢ、ＲＣ、ＲＤの４つの値をすべて０として、同じデータに基づいて座標を計算すると、図６（ｂ）に示すような結果になる。つまり、外部抵抗成分２６〜２９によって、座標の範囲が正しくなくなり、歪んでしまう。このとき、外部抵抗成分２６〜２９のうち、値が大きいところほど、それが接続している検出点１４〜１７から、より内側に座標が歪むことが判っている。本座標システムは、このように、外部抵抗成分２６〜２９が均一の値でなくとも、それらの影響を排除して座標を計算することができる。
従って、本座標システムが、対角方式において、４頂点と、制御基板の電流検出手段との間に、抵抗性周囲電極１３の抵抗値に比べて無視できない程度の大きな抵抗値を持つ外部抵抗成分２６〜２９が存在する場合にも、指示位置の座標を計算できることが確認された。
（実施例２）
本実施例２は、第２の実施の形態に対応するものであり、座標入力パネル５１を発信側とするものである。
座標入力パネル５１は、実施例１と同じように製作したが、抵抗性周囲電極５３の幅が、抵抗性周囲電極５３の頂点ＡＢ間の抵抗値が約６８Ω、頂点ＢＣ間の抵抗値が約５２Ωになるよう調整し、抵抗性周囲電極５３の全ての辺の長さ当たりの抵抗値をほぼ等しくした。また、引き出し線６２〜６５は、それぞれをガラス上に印刷した部分と低抵抗のリード線部分とに分割し、印刷した部分は、抵抗性周囲電極１３の外側に、座標入力パネルの左辺中央部で引き出し線６２〜６５の低抵抗のリード線と接続するように、全てがそれぞれ最短距離となるようなパターンで構成し、印刷した部分の幅は、一辺当たりの抵抗値が抵抗性周囲電極の一辺の抵抗値の１／２〜１／４程度になるよう、調整した。図７に、引き出し線２２〜２５の印刷した部分を含めた座標入力パネル５１の模式図を示す。
座標計算に用いる抵抗値を測定したところ、ＲＡ＝７．４Ω、ＲＢ＝２５．６Ω、ＲＣ＝２３．７Ω、ＲＤ＝７．６Ω、ＲＢＤ＝６０．１Ω、ＲＣＡ＝５９．８Ωであった。
座標入力パネル５１を、図３に示した構成図のように作成したハードウエアに接続した。直交座標系ＸＹは、図２（ａ）のように設定し、最終的な座標計算式として、数式１及び数式４に前記パラメータを代入して求めた数式８を使用した。数式８の単位はミリメートルである。
【００１７】
【数８】
この座標入力システムを用いて座標入力パネル５１を評価したところ、図８（ａ）に示すような結果を得た。これは、座標入力領域５８内で、一定間隔の縦横格子上を入力ペンでなぞり、座標を計算した結果である。
因みに、ＲＡ、ＲＢ、ＲＣ、ＲＤの４つの値をすべて０として、同じデータに基づいて座標を計算すると、図８（ｂ）に示すような結果になる。つまり、外部抵抗成分２６〜２９によって、座標の範囲が正しくなくなり、歪んでしまう。
従って、本座標システムが、対角方式において、４頂点と、制御基板の電位出力手段との間に、抵抗性周囲電極５３の抵抗値に比べて無視できない程度の大きな抵抗値を持つ外部抵抗成分６６〜６９が存在する場合にも、指示位置の座標を計算できることが確認された。
（実施例３）
本実施例３は、第１の実施の形態の、外部抵抗成分２６〜２９を無視できる場合に対応するものであり、座標入力パネル１１を受信側とするものである。
座標入力パネル１１は、次のようにして作成した。ガラス基材として、ソーダガラス（厚さ３ミリ）を略４６９×３７５ｍｍの大きさに切断したものを用い、ガラス基材の表面に、スパッタ法によってＩＴＯ（インジウム酸化物）膜を形成して面抵抗体１２とした。次に、抵抗性周囲電極１３、及び検出電極１４〜１７を、（株）アサヒ化学研究所製銀ペーストＬＳ−５０４（樹脂バインダー）にカーボンを混合したペーストをスクリーン印刷し、加熱硬化させることで形成した。このとき、座標入力領域１８の形状として、２ａ＝３２０ｍｍ、２ｂ＝２４０ｍｍ、θ＝６０度とした。抵抗性周囲電極１３の幅は、抵抗性周囲電極１３の頂点ＡＢ間の抵抗値が約４２Ω、頂点ＢＣ間の抵抗値が約３５Ωになるよう調整し、３２０／２４０＝１．３３≒４２／３５＝１．２とすることによって、抵抗性周囲電極１３の全ての辺の長さ当たりの抵抗値をほぼ等しくした。次に、抵抗性周囲電極１３の４頂点に、銀ペーストを用いて、検出電極１４〜１７を形成した。
更に、面抵抗体１２上に、透明絶縁性基材を形成した。透明絶縁性基材を形成するには、面抵抗体１２と抵抗性周囲電極１３上にガラスペーストを印刷し、熱処理して粉末ガラスを溶融させ、焼結させた。最後に、検出電極１４〜１７上に、引き出し線２２〜２５を、ハンダ付けにより接続した。この際、面抵抗体１２のシート抵抗は５００Ω／□となるようにした。
このように作成した座標入力パネル１１を、図１に示した構成図のように作成したハードウエアに接続した。ただし、ＣＰＵ３１から出力される座標データを、シリアル通信によってパソコンに取り込むようにした。直交座標系ＸＹは、図２（ａ）のように設定し、最終的な座標計算式として、数式５に前記パラメータを代入して求めた数式９を使用した。数式９の単位はミリメートルである。
【００１８】
【数９】
この座標入力システムを用いて座標入力パネル１１を評価したところ、指示位置の座標を計算できることが確認された。
（実施例４）
本実施例４は、第２の実施の形態の、外部抵抗成分２６〜２９を無視できる場合に対応するものであり、座標入力パネル５１を発信側とするものである。
座標入力パネル５１は、実施例１で作成した座標入力パネル１１をそのまま使用することができる。座標入力パネル５１を、図４に示した構成図のように作成したハードウエアに接続した。直交座標系ＸＹは、図９に示すように、Ｘ軸を辺ＡＢ上に、ＡからＢに向かう方向にとり、Ｙ軸を、Ｘ軸と直交し、辺ＡＢから辺ＣＤに向かう方向に、また頂点Ｄ上を通るように、設定した。このことから、最終的な座標計算式として、数式５に、平行移動の座標変換を施した上で前記パラメータを代入して求めた数式１０を使用した。数式１０の単位はミリメートルである。
【００１９】
【数１０】
この座標入力システムを用いて座標入力パネル５１を評価したところ、指示位置の座標を計算できることが確認された。
（実施例５）
本実施例５は、第３の実施の形態の、外部抵抗成分２６〜２９を無視できる場合に対応するものであり、座標入力パネル１１を受信側とするものである。
座標入力パネル１１は、次のようにして作成した。ガラス基材として、ソーダガラス（厚さ３ミリ）を略４６９×３７５ｍｍの大きさに切断したものを用い、ガラス基材の表面に、スパッタ法によってＩＴＯ（インジウム酸化物）膜を形成して面抵抗体１２とした。次に、抵抗性周囲電極１３、及び検出電極１４〜１７を、（株）アサヒ化学研究所製銀ペーストＬＳ−５０４（樹脂バインダー）にカーボンを混合したペーストをスクリーン印刷し、加熱硬化させることで形成した。このとき、座標入力領域１８の形状として、２ａ＝３２０ｍｍ、２ｂ＝２４０ｍｍ、θ＝６０度とした。抵抗性周囲電極１３の幅は、抵抗性周囲電極１３の頂点ＡＢ間の抵抗値が約８５Ω、頂点ＢＣ間の抵抗値が約３５Ωになるよう調整し、ｒａ＝８５／３２０＝０．２６６（Ω／ｍｍ）、ｒｂ＝３５／２４０＝０．１４６（Ω／ｍｍ）とすることによって、抵抗性周囲電極１３の互いに隣り合う辺の辺の長さ当たりの抵抗値を等しくなくした。次に、抵抗性周囲電極１３の４頂点に、銀ペーストを用いて、検出電極１４〜１７を形成した。
更に、面抵抗体１２上に、透明絶縁性基材を形成した。透明絶縁性基材を形成するには、面抵抗体１２と抵抗性周囲電極１３上にガラスペーストを印刷し、熱処理して粉末ガラスを溶融させ、焼結させた。最後に、検出電極１４〜１７上に、引き出し線２２〜２５を、ハンダ付けにより接続した。この際、面抵抗体１２のシート抵抗は５００Ω／□となるようにした。
このように作成した座標入力パネル１１を、図１に示した構成図のように作成したハードウエアに接続した。ただし、ＣＰＵ３１から出力される座標データを、シリアル通信によってパソコンに取り込むようにした。直交座標系ＸＹは、図２（ａ）のように設定し、最終的な座標計算式として、数式６に前記パラメータ（及びＲＡｅｘｔ＝０，ＲＢｅｘｔ＝０，ＲＣｅｘｔ＝０，ＲＤｅｘｔ＝０）を代入して求めた数式１１を使用した。数式１１の単位はミリメートルである。
【００２０】
【数１１】
この座標入力システムを用いて座標入力パネル１１を評価したところ、指示位置の座標を計算できることが確認された。
【符号の説明】
【００２１】
１ 座標入力パネル
２ 面抵抗体
３ 抵抗性周囲電極
４、５、６、７ 検出電極
８ 座標入力領域
１１ 座標入力パネル
１２ 面抵抗体
１３ 抵抗性周囲電極
１４、１５、１６、１７ 検出電極
１８ 座標入力領域
２１ 指
２２、２３、２４、２５ 引き出し線
２６、２７、２８、２９ 外部抵抗成分
３０ アナログ信号処理部
３１ 検出電極切り替えスイッチ
３２ 振動電圧印加回路
３３ 振動電圧発生器
３４ アナログマルチプレクサ
３５ Ａ／Ｄコンバータ
３６ ＣＰＵ
４１ 頂点Ｂの内角を２分する直線
４２ 頂点Ｃの内角を２分する直線
５１ 座標入力パネル
５２ 面抵抗体
５３ 抵抗性周囲電極
５４、５５、５６、５７ 駆動電極
５８ 座標入力領域
６１ 入力ペン
６２、６３、６４、６５ 引き出し線
６６、６７、６８、６９ 外部抵抗成分
７０ 駆動電極切り替えスイッチ
７１ 信号発生器
７２ ケーブル
７３ アナログ信号処理部
７４ Ａ／Ｄコンバータ
７５ ＣＰＵ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも面抵抗体が形成された単連結である平行四辺形の座標入力領域と、該平行四辺形の座標入力領域の外縁を構成する４辺上に前記面抵抗体と電気的に接触するように設けられた、単位長さ当たりの抵抗値が一定であり、少なくとも対向辺同士の単位長さ当たりの抵抗値が等しいような直線の抵抗性周囲電極と、前記平行四辺形の座標入力領域の４個の頂点に前記抵抗性周囲電極と電気的に接触するように設けられた検出電極と、該４個の検出電極に流れる電流を計測する電流計測手段と、前記４個の検出電極から電流検出手段までの間にそれぞれ存在する４つの外部抵抗成分と、前記４個の検出電極を対角にある２個を１組として２組に組分けしたとき、任意の１組の検出電極を前記電流計測手段に接続し、残りの１組の検出電極を非接続にするような検出電極接続手段と、前記座標入力領域内の位置を指又は信号発信機能を持つ座標指示器で指示したときに、前記４個の検出電極に流れる電流値から、前記指又は座標指示器で指示した前記座標入力領域内の位置を、前記平行四辺形の座標入力領域に対して任意の位置関係で設定された直交座標系において計算する座標計算手段とを持ち、該座標計算手段は、２組の対角のそれぞれについて、対角にある２個の前記検出電極を前記検出電極接続手段により前記電流計測手段に接続して計測した電流値を用いて、その検出電極がある前記平行四辺形の頂点の内角を２分する傾きを持ち、前記平行四辺形の中心を通る座標軸上の位置を、対角間の抵抗値と、対角にある２個の前記検出電極から電流検出手段までの間に存在する２つの前記外部抵抗成分の抵抗値の比率を用いて、前記外部抵抗成分の抵抗値の影響を補正することによって計算し、その位置を座標変換することにより、前記直交座標系における位置を計算することを特徴とする座標入力システム。
【請求項２】
少なくとも面抵抗体が形成された単連結である平行四辺形の座標入力領域と、該平行四辺形の座標入力領域の外縁を構成する４辺上に前記面抵抗体と電気的に接触するように設けられた、単位長さ当たりの抵抗値が一定であり、少なくとも対向辺同士の単位長さ当たりの抵抗値が等しいような直線の抵抗性周囲電極と、前記平行四辺形の座標入力領域の４個の頂点に前記抵抗性周囲電極と電気的に接触するように設けられた駆動電極と、座標指示器と、該座標指示器の位置の電圧を計測する電圧計測手段と、前記４個の駆動電極を対角にある２個を１組として２組に組分けしたとき、任意の１組の駆動電極に含まれる２個の駆動電極のそれぞれを駆動すると同時に駆動しない方の駆動電極を接地し、残りの１組の駆動電極を非接続にするような駆動電極接続手段と、前記４個の駆動電極から駆動電極接続手段までの間にそれぞれ存在する４つの外部抵抗成分と、前記座標入力領域内の位置を前記座標指示器で指示したときに、前記４個の駆動電極をそれぞれ駆動したときの電圧値から、前記座標指示器で指示した前記座標入力領域内の位置を、前記平行四辺形の座標入力領域に対して任意の位置関係で設定された直交座標系において計算する座標計算手段とを持ち、該座標計算手段は、２組の対角のそれぞれについて、対角にある２個の前記駆動電極を前記駆動電極接続手段によりそれぞれ駆動して計測した電圧値を用いて、その駆動電極がある前記平行四辺形の頂点の内角を２分する傾きを持ち、前記平行四辺形の中心を通る座標軸上の位置を、対角間の抵抗値と、対角にある２個の前記駆動電極から駆動電極接続手段までの間に存在する２つの前記外部抵抗成分の抵抗値の比率を用いて、前記外部抵抗成分の抵抗値の影響を補正することによって計算し、その位置を座標変換することにより、前記直交座標系における位置を計算することを特徴とする座標入力システム。
【請求項１】
少なくとも面抵抗体が形成された単連結である平行四辺形の座標入力領域と、該平行四辺形の座標入力領域の外縁を構成する４辺上に前記面抵抗体と電気的に接触するように設けられた、単位長さ当たりの抵抗値が一定であり、少なくとも対向辺同士の単位長さ当たりの抵抗値が等しいような直線の抵抗性周囲電極と、前記平行四辺形の座標入力領域の４個の頂点に前記抵抗性周囲電極と電気的に接触するように設けられた検出電極と、該４個の検出電極に流れる電流を計測する電流計測手段と、前記４個の検出電極から電流検出手段までの間にそれぞれ存在する４つの外部抵抗成分と、前記４個の検出電極を対角にある２個を１組として２組に組分けしたとき、任意の１組の検出電極を前記電流計測手段に接続し、残りの１組の検出電極を非接続にするような検出電極接続手段と、前記座標入力領域内の位置を指又は信号発信機能を持つ座標指示器で指示したときに、前記４個の検出電極に流れる電流値から、前記指又は座標指示器で指示した前記座標入力領域内の位置を、前記平行四辺形の座標入力領域に対して任意の位置関係で設定された直交座標系において計算する座標計算手段とを持ち、該座標計算手段は、２組の対角のそれぞれについて、対角にある２個の前記検出電極を前記検出電極接続手段により前記電流計測手段に接続して計測した電流値を用いて、その検出電極がある前記平行四辺形の頂点の内角を２分する傾きを持ち、前記平行四辺形の中心を通る座標軸上の位置を、対角間の抵抗値と、対角にある２個の前記検出電極から電流検出手段までの間に存在する２つの前記外部抵抗成分の抵抗値の比率を用いて、前記外部抵抗成分の抵抗値の影響を補正することによって計算し、その位置を座標変換することにより、前記直交座標系における位置を計算することを特徴とする座標入力システム。
【請求項２】
少なくとも面抵抗体が形成された単連結である平行四辺形の座標入力領域と、該平行四辺形の座標入力領域の外縁を構成する４辺上に前記面抵抗体と電気的に接触するように設けられた、単位長さ当たりの抵抗値が一定であり、少なくとも対向辺同士の単位長さ当たりの抵抗値が等しいような直線の抵抗性周囲電極と、前記平行四辺形の座標入力領域の４個の頂点に前記抵抗性周囲電極と電気的に接触するように設けられた駆動電極と、座標指示器と、該座標指示器の位置の電圧を計測する電圧計測手段と、前記４個の駆動電極を対角にある２個を１組として２組に組分けしたとき、任意の１組の駆動電極に含まれる２個の駆動電極のそれぞれを駆動すると同時に駆動しない方の駆動電極を接地し、残りの１組の駆動電極を非接続にするような駆動電極接続手段と、前記４個の駆動電極から駆動電極接続手段までの間にそれぞれ存在する４つの外部抵抗成分と、前記座標入力領域内の位置を前記座標指示器で指示したときに、前記４個の駆動電極をそれぞれ駆動したときの電圧値から、前記座標指示器で指示した前記座標入力領域内の位置を、前記平行四辺形の座標入力領域に対して任意の位置関係で設定された直交座標系において計算する座標計算手段とを持ち、該座標計算手段は、２組の対角のそれぞれについて、対角にある２個の前記駆動電極を前記駆動電極接続手段によりそれぞれ駆動して計測した電圧値を用いて、その駆動電極がある前記平行四辺形の頂点の内角を２分する傾きを持ち、前記平行四辺形の中心を通る座標軸上の位置を、対角間の抵抗値と、対角にある２個の前記駆動電極から駆動電極接続手段までの間に存在する２つの前記外部抵抗成分の抵抗値の比率を用いて、前記外部抵抗成分の抵抗値の影響を補正することによって計算し、その位置を座標変換することにより、前記直交座標系における位置を計算することを特徴とする座標入力システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
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【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１４６８１（Ｐ２０１２−１４６８１Ａ）
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７３５０（Ｐ２０１１−１７３５０）
【出願日】平成２３年１月３１日（２０１１．１．３１）
【出願人】（０００００５５１１）ぺんてる株式会社 (899)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月３１日（２０１１．１．３１）
【出願人】（０００００５５１１）ぺんてる株式会社 (899)
【Ｆターム（参考）】
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