(57)【要約】【課題】座標検出入力システムを提供する。【解決手段】主に座標入力システムの座標Ｘ軸Ｙ軸の長直導線Ｌ１，Ｌ２（Ｌ３，Ｌ４はサンプリング用）、絶縁アース装置、制御回路、検出スイッチ、リセット装置を含む。該制御回路は、長直導線Ｌ１，Ｌ２に流れるパルス電流による感応磁気の大小を検出して、ＸＹ座標を算出する。該検出スイッチは、押圧の有無で調整する。該リセット装置は磁場及びその他全磁場干渉源をゼロに戻す装置で、該制御回路と該検出スイッチはＸ軸Ｙ軸の反対側に対応し、長直導線及びアース絶縁装置の精確さを向上させることができる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主に座標入力システムの座標Ｘ軸Ｙ軸に対応する長直導線、絶縁アース装置、制御回路、検出スイッチ、リセット装置を含み、
該制御回路は一組のＸ軸Ｙ軸に対応する長直導線を介して電磁場の大小を検出し、
該検出スイッチは押圧の有無によって調整し、
該リセット装置は磁場及びその他全磁場干渉源をゼロに戻す装置であり、
さらに他の一組のＸ軸Ｙ軸に対応する長直導線は上記長直導線のＸ軸Ｙ軸の反対側に対応して配置され、上記長直導線及びアース絶縁装置による動作を補償することを特徴とする座標検出入力システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一種の座標検出入力システムに関する。特に一種の電流が生じる感応磁場を利用し、感応磁場を感応電圧に変換し座標相対位置を算出する座標検出入力システムに係る。
【０００２】
【従来の技術】
公知の座標入力システムは、接触式と非接触式の二つに大きく分類される。
電気抵抗式の座標入力装置等の該接触式検出入力システムは、図１が示すように、通常は導線を一面に敷設した回路パネル上に交流電力の磁場を形成し、タッチパネルとする。さらに、オスシレーションソースの磁力コイルにより回路パネル上において生じた、相対する感応電流曲線を検出する。感応電流の大小とそれが受ける磁場強度は正比例するため、感応電流により走査回路を通じて電流が最大である回路配線位置を検出する。該配線から検出した電流によって、増幅回路、Ａ／Ｄ変換を経て、Ｘ軸Ｙ軸の相対位置を算出する。
該接触式感応入力システムは操作が簡易で制御回路が簡単であるという長所を具えるが、その機構上が材質が疲労・劣化し易いため変形断裂がおき易く、通電の際、電子スイッチにスパークノイズ信号を生じ易い。また水分、油分が滲入し易いという欠点も存する。
一方、コンデンサ式、インダクタンス式の非接触式の検出入力システムは、制御回路が複雑であるため製造コストが高く、雑信号の干渉を排除しにくいため入力が振れ、座標入力状態が不安定であるという欠点を有する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記公知構造の欠点を解決するため、本発明は座標検出入力システムの提供を課題とする。
本発明の実施により、座標入力を一層迅速かつ安定して行うことができるようになる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は下記の座標検出入力システムを提供する。
それは主に、通電中の導体において運動する電子が磁場の影響を受けて生じる偏移を利用する。該導体両側は帯電を生じ、電流と磁場方向に垂直の電場を発生する。平行かつ安定状態に達した時、通電している電子はこの電場の電力を受け磁力を相殺し、電流は磁場の影響を受けないようになる。生じる電場は導体両側の電圧を測定することにより求め、対応する電場が大きくなればなるほど、生じる磁場も大きくなり、得られる電圧も大きくなる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
図２、３は本発明が根拠とする電磁原理である。図２が示すアンペールの右手の法則において、長直導線１の縦方向に沿って流入する電流Ｉは、該長直導線１の周囲において
磁場２を形成する。図３が示すように、半径ｒにおいて設定される磁場強度はＨである。即ち、
ψＨ・ｄＬ＝Ｉ    ・・・・・（１）
ここで、ｄｌはループ状の積分ルートである。
これにより、以下の事項を求めることができる。
ｄＬ＝ｒ・ｄθを式（１）に当てはめると、
ψＨΣｒｄθ＝Ｉ  ・・・・（２）となる。
磁束密度  Ｂ＝μＨ  即ち  Ｈ＝Ｂ／μを式（２）に当てはめると、
（Ｂ／μ）Σｒ    ｄθ＝Ｉ  ・・・・（３）となる。
Σｒｄθ＝２πｒ  を式（３）に当てはめると（Ｂ／μ）  ・２πｒ＝Ｉで
Ｂ＝（μ／２πｒ）Ｉ      ・・・・（４）となる。
式（４）は磁場の大小と該長直導線１との距離ｒが反比例することを示している（図４参照）。
【０００６】
次に図５、６が示すように、本発明の構造は電磁感応変換の座標入力システムである。主に、座標入力システム座標ｘ軸ｙ軸の長直導線Ｌ１、Ｌ２、絶縁アース装置、制御回路３、検出スイッチ４を含む。
該制御回路３は電磁場の大小を検出する検出装置である。該検出スイッチ４は押圧の有無で調整し、磁場及びその他全磁場干渉源をゼロに戻す装置である。該制御回路３と該検出スイッチ４はＸ軸Ｙ軸の反対側に対応し、長直導線Ｌ３、Ｌ４及びアース絶縁装置の精確さを向上させる。
【０００７】
ここで図５の長直導線Ｌ１、Ｌ２をＸ座標、Ｙ座標に見立ててみると図５ａの様になる。
操作点をＰとし、Ｐの位置をＰ（Ｘｐ，Ｙｐ）で表すとする。
Ｘｐを以下のように求める。
Ｘｐは長直導線Ｌ２からＰまでの距離である。（図３ａ）
長直導線Ｌ２にパルス電流を流した時にできる感知磁場を、感知電圧に変換する事により得られる検出結果では、Ｐが長直導線Ｌ２からどれだけ離れているか、のみを知ることができ、それはつまりＰを含む点の集合、すなわち図５ａ−１のような直線となる。
次にＹｐを以下のように求める。
Ｙｐは長直導線Ｌ１からＰまでの距離である。（図３ｂ）
長直導線Ｌ１にパルス電流を流した時にできる感知磁場を、感知電圧に変換する事により得られる検出結果では、Ｐが長直導線Ｌ１からどれだけ離れているか、のみを知ることができ、それはつまりＰを含む点の集合、すなわち図５ａ−２のような直線となる。
そしてこの２つの結果より求められたＸｐ、ＹｐによりＰはただ一点と定まり、Ｐの位置を決定する事ができる。
【０００８】
続いて図７が示すように、該制御回路３は主に座標により、四周の長直導線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４を入力し、マイクロプロセッサμＰが制御する安定したパルス電源に接続する。さらに、常磁性効果により対応する電圧を求める。電圧と長直導線は線性反比例の関係にあるため、対応する座標Ｘ軸Ｙ軸の相対値を求めることができる。
本装置は電圧値とＸ軸Ｙ軸が線性関係を有するため、Ａ／Ｄ転換の電圧値を直接、Ｘ軸Ｙ軸の相対応値とすることができる。また、磁場感知電圧転換器において押圧スイッチを設置する（図６参照）。該スイッチにおいてオンが起動することは、既に押圧されたことを示す。該装置はオン信号をマイクロプロセッサμＰに送り、該マイクロプロセッサμＰにより先ず、総合磁場に対して修正を行いゼロに戻す。さらに、該マイクロプロセッサμＰにより、四本の長直導線に対して順番にパルス電流を送出する。Ｌ１電流が流れると、磁場感知転換装置により対応する電圧値を求めることができる。該電圧値はさらにＡ／Ｄアナログデジタル転換を経て、対応する座標のＸ軸座標値が求められる。同様の原理で、Ｙ軸の座標値もＬ２電流が流れる時に生じる感知磁場により、磁場感知転換装置を経て対応するＹ軸の座標値が求められる。
【０００９】
システムの精確さを向上させるため、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４を流れる電流パルスは数個のパルス変換の平均値を採用する。該Ｌ３、Ｌ４が対応する長直導線は、システムの安定性と精確さを向上させるための補助のサンプル採取装置である。該磁場電圧変換器において、検出される相対電圧Ｖｐと長直導線との距離ｒは図８が示すように線形関係を有する。
押された操作点と導線との距離が近ければ近いほど、感応磁場はより大きくなり、変換するＶｐ値もより大きくなる。反対に、押された操作点と導線との距離が遠ければ遠いほど、感応磁場はより小さくなり、Ｖｐ値もより小さくなる。Ａ／Ｄ変換値と位置には対応関係があるため、本装置はＡ／Ｄ変換値により直接押圧位置を示す。
【００１０】
【発明の効果】
上記のように、本発明は入力システム四周の長直導線接続装置、マイクロプロセッサ制御装置、磁場感応変換器、信号有線／無線伝送装置を含む。座標入力システム四周の長直導線一端において、マイクロプロセッサにより制御される電流電圧源に接続し、長直導線の反対端はアース端に接続する。長直導線接続装置は電流有効端外絶縁アース装置で覆い、その他の不要な干渉を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】公知の接触式検出入力装置のブロックチャートである。
【図２】アンペールの右ネジの法則の立体指示図である。
【図３】磁場の大きさと電導体の距離は反比例することを示す図２の断面図である。
【図４】図３の計算により得られた電導体との距離の磁場の大小の図表である。
【図５】本発明構造の立体指示図である。
【図６】本発明押圧検出装置の正面断面図である。
【図７】本発明の回路図である。
【図８】本発明中の磁場電圧変換装置で、検出される相対電圧ＶＰと導線距離ｒの座標図で、両者間の線形関係を示す。
本発明においてＸ、Ｙ軸に沿う長直導線による感応電圧検出原理図
【符号の説明】
１  長直導線
２  磁場
３  制御回路
４  押圧検出スイッチ
Ｌ１  長直導線
Ｌ２  長直導線
Ｌ３  長直導線
Ｌ４  長直導線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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