JP3195176B2 - Coordinate input device - Google Patents

Coordinate input device

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JP3195176B2
JP3195176B2 JP28203394A JP28203394A JP3195176B2 JP 3195176 B2 JP3195176 B2 JP 3195176B2 JP 28203394 A JP28203394 A JP 28203394A JP 28203394 A JP28203394 A JP 28203394A JP 3195176 B2 JP3195176 B2 JP 3195176B2
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【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【産業上の利用分野】本発明は、入力ペンを用いて手書き入力するのに好適な座標入力装置に係り、特に、静電容量方式と呼ばれる座標入力装置に関する。 The present invention relates to relates to a suitable coordinate input apparatus for handwriting input using the input pen, in particular, it relates to a coordinate input device called a capacitive type.

【0002】 [0002]

【従来の技術】静電容量方式の座標入力装置としては種々タイプのものが提案されているが、その一例として、 Although various types of what has been proposed as a coordinate input device of the Prior Art capacitive, as an example,
タブレットに複数本のX電極とY電極とをマトリクス状に等間隔で配列し、タブレット上に押し当てられた入力ペンと各電極との間に存在する静電容量を利用することにより、各電極に順次印加されるパルス電圧を検出して入力ペンの座標を決定するものが知られている。 By the X and Y electrodes of the plurality of arrayed at equal intervals in a matrix, using an electrostatic capacitance between the input pen and the respective electrodes are pressed on a tablet the tablet, the electrodes which detect and determine the coordinates of the input pen is known a pulse voltage is sequentially applied to.

【0003】この方式のものは、入力ペンまでの距離(静電容量)に応じて各電極に印加される電圧が変化するため、各電極の印加電圧を検出することにより、入力ペンの指示位置に最も近い電極を特定できるが、単に各電極の印加電圧を検出しただけでは、各電極相互間のピッチ以上に分解能を向上させることは不可能となる。 [0003] What this method, the voltage applied to each electrode according to the distance to the input pen (capacitance) changes, by detecting the voltage applied to the respective electrodes, the indicated position of the input pen can identify the electrode closest to, merely by detecting the voltage applied to the respective electrodes, to improve the resolution or the pitch between the electrodes cross becomes impossible. そこで、最小分解能を各電極相互間のピッチより小さくするための工夫がなされており、例えば、入力ペンの当接座標の変化と誘起パルスの大きさの変化関数を予め実測あるいは計算して記憶し、入力ペンの当接に応じて発生する誘起パルスの大きさを変化関数テーブルと照合して入力ペンの位置を想定するという方法が従来より提案されている。 Therefore, contrivance to be smaller than the pitch between the electrodes mutually minimum resolution have been made, for example, previously stored measured or calculated and the size change function of changing the induced pulses abutment coordinates of the input pen the method that by matching the magnitude of the induced pulse generated in response to the contact of the input pen and change function table assumes the position of the input pen has been conventionally proposed.

【0004】 [0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述した従来技術にあっては、入力ペンの当接座標の変化と誘起パルスの大きさの変化関数テーブルとの照合等の複雑な処理をすることが不可欠であるため、汎用のCPU等では処理能力に限界を生じ、高速化に対応できないという問題があった。 [SUMMARY OF THE INVENTION However, in the conventional techniques described above, can be a complex process of collating, etc. and the magnitude of the change function table changes and induced pulses abutment coordinates of the input pen since it is essential, resulting limits on capacity in general-purpose CPU such, there is a problem that can not cope with high speed. また、誘起パルスの大きさの変化関数テーブルは所定条件にて実測あるいは計算から求められているが、実際の使用形態では、入力ペンをタブレット上に直接押し当てる場合と製図紙等のシートを介して押し当てる場合があるため、シートの厚みに応じて変化関数を補正する必要があり、この点からも高速化に対応できないという問題があった。 Although the magnitude of the change function table of the induced pulse is determined from the measured or calculated at a predetermined condition, the actual usage pattern, through a sheet of drafting paper or the like and if pressed directly input pen on the tablet because there is a case of pressing Te, it is necessary to correct the change function according to the thickness of the sheet, there is a problem that can not cope with high speed from this respect. さらに、入力ペンとタブレット間の静電容量は、両者間に介設されるシートの材質によっても変化するため、シートの厚みに応じて変化関数を補正したとしても、入力ペンの座標の検出精度が低下するという問題があった。 Furthermore, the capacitance between the input pen and the tablet, to change the material of the sheet being interposed therebetween, even when correcting a change function according to the thickness of the sheet, the detection accuracy of the input pen coordinates but there is a problem that decreases.

【0005】本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、構成が簡単で検出精度が高い座標入力装置を提供することにある。 [0005] The present invention has such has been made in view of the circumstances of prior art, an object thereof is to provide a simple and detection precision configuration is high coordinate input device.

【0006】 [0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明は、等ピッチP間隔で配列された複数本のX Means for Solving the Problems] To achieve the above object, the present invention provides a plurality of which are arranged at equal pitch P interval X
電極およびY電極が絶縁層を介してマトリクス状に積層されたタブレットと、所定周波数の電圧を発振する入力ペンと、該入力ペンと各電極間の静電容量変化に基づいて各電極に印加される電圧を検出する電圧検出手段と、 And tablets stacked in a matrix and Y electrodes via the insulating layer, is applied an input pen for oscillating a voltage of a predetermined frequency, to each electrode based on a change in the electrostatic capacity between the input pen and the respective electrodes voltage detection means for voltage detection to that,
該電圧検出手段で検出される電圧値のうち、印加電圧が最大の電極からの電圧値をV 1 、該電極の両隣りの電極からの電圧値をそれぞれV 2 ,V 3とした時に、前記入力ペンと該入力ペンに最も近い電極間の電極配列方向への偏倚量Lを、 L=P(V 12 −V 13 )/2(V 13 +V 12 −2V Of the voltage detected by said voltage detecting means, a voltage value of the applied voltage from the maximum of the electrode V 1, the voltage value from the electrodes of two neighboring of the electrodes when a V 2, V 3 respectively, the the bias amount L of the electrode arrangement direction between the electrode closest to the input pen and the input pen, L = P (V 1 V 2 -V 1 V 3) / 2 (V 1 V 3 + V 1 V 2 -2V
23 ) として演算する演算手段とを備えたことを特徴としている。 It is characterized by comprising calculating means for calculating as a 2 V 3).

【0007】 [0007]

【作用】マトリクス状に配列されたタブレットの各電極には入力ペンから発振する電圧が静電容量を通して印加され、その印加電圧は入力ペンと各電極との間の静電容量(距離)に応じて変化するため、各電極からは入力ペンまでの距離に応じた電圧が出力される。 [Action] Each electrode of tablets arranged in a matrix voltage which oscillates from the input pen is applied through a capacitance, the applied voltage depending on the capacitance between the input pen and the respective electrodes (distance) to change Te, from each electrode voltage according to the distance to the input pen is outputted. ここで、各電極間のピッチをP、印加電圧が最大の電極からの電圧値をV 1 、該電極の両隣りの電極からの電圧値をそれぞれV 2 ,V 3とした時に、入力ペンと該入力ペンに最も近い電極間の電極配列方向への偏倚量Lを、 L=P(V 12 −V 13 )/2(V 13 +V 12 −2V Here, the pitch between the electrodes P, and the voltage value of the applied voltage from the maximum of the electrode V 1, the voltage value from the electrodes of two neighboring of the electrodes when a V 2, V 3, respectively, an input pen the bias amount L of the electrode arrangement direction between the electrode closest to the input pen, L = P (V 1 V 2 -V 1 V 3) / 2 (V 1 V 3 + V 1 V 2 -2V
23 ) として求める。 2 V 3) obtained as. この演算式は既知のPと3つの電圧値V The arithmetic expression is known P and three voltage values ​​V
1 ,V 2 ,V 3とから求めることができ、一次関数式であるためCPUへの負荷も軽く、また入力ペンとタブレット間の距離に無関係であるため、入力ペンの使用形態に拘らず、常に高精度に入力ペンの座標を検出することができる。 1, V 2, can be obtained from V 3 Prefecture, reduces a load to the CPU for a linear function formula, also because it is independent of the distance between the input pen and tablet, regardless of the use form of the input pen, always it is possible to detect the input pen coordinates with high precision.

【0008】 [0008]

【実施例】以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。 BRIEF DESCRIPTION OF THE PREFERRED embodiment of the present invention in FIG. 図1は本発明の実施例に係る座標入力装置の概略構成を示すブロック図、図2は図1の座標入力装置に備えられるタブレットの分解斜視図、図3は該タブレットの断面図、図4は図1の座標入力装置に使用される入力ペンの構成図、図5は該入力ペンの回路図である。 Figure 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a coordinate input device according to an embodiment of the present invention, FIG 2 is an exploded perspective view of a tablet provided to a coordinate input device of FIG. 1, FIG. 3 is a sectional view of the tablet, Fig. 4 the block diagram of the input pen used for a coordinate input device of FIG. 1, FIG. 5 is a circuit diagram of the input pen.

【0009】図1において、符号1はタブレット、符号2は入力ペン、符号3はオペレータの指を示しており、 [0009] In FIG. 1, reference numeral 1 is the tablet, numeral 2 denotes an input pen, reference numeral 3 denotes an operator's finger,
該タブレット1は液晶表示装置30や図示せぬCRT等の前面に設置され、入力ペン2と指3とを用いて座標入力できるようになっている。 The tablet 1 is placed in front of the CRT, or the like, which is not a liquid crystal display device 30 and shown, and to be able to coordinate input by using the input pen 2 and the finger 3. 図2と図3に示すように、 As shown in FIGS. 2 and 3,
前記タブレット1は、互いに直交するITO材からなる複数本のX電極4(X 1 、X 2 、……、X n )およびY電極5(Y 1 、Y 2 、……、Y n )を有する透明なガラス基板6と、該ガラス基板6の上面に貼着された透明な保護フィルム7と、ガラス基板6の下面に貼着された透明なシールドフィルム8との積層体からなり、前記保護フィルム7はX電極4を保護する機能の他に、入力ペン2を走行させて手書き入力する時の書き味を高める機能を有し、前記シールドフィルム8は液晶表示装置30へのノイズを遮断する機能を有する。 The tablet 1, a plurality of X electrodes 4 made of ITO material perpendicular to each other (X 1, X 2, ......, X n) and Y electrodes 5 (Y 1, Y 2, ......, Y n) having a transparent glass substrate 6, a transparent protective film 7 is adhered to the upper surface of the glass substrate 6, a laminated body of a transparent shielding film 8 adhered to the lower surface of the glass substrate 6, the protective film 7, in addition to the function of protecting the X electrode 4 has a function of increasing the writing performance at the time of handwriting input by running an input pen 2, the shield film 8 blocks the noise to the liquid crystal display device 30 functions having. 前記X電極4とY電極5 Wherein X electrode 4 and the Y electrode 5
はITO等の透明な導電材料からなり、X電極4はガラス基板6の上面に等ピッチP間隔で配列され、Y電極5 Is made of a transparent conductive material such as ITO, X electrodes 4 are arranged at an equal pitch P intervals on the upper surface of the glass substrate 6, Y electrode 5
はガラス基板6の下面に同じく等ピッチP間隔で配列されており、各X電極4と各Y電極5は絶縁性のガラス基板6を介してマトリクス状に配設されている。 Are arranged at an equal pitch P interval also on the lower surface of the glass substrate 6, the Y electrodes 5 and each X electrode 4 are arranged in matrix through the glass substrate 6 of the insulation.

【0010】図1に戻り、前記各X電極4の一端にはX [0010] Returning to Figure 1, wherein the one end of each X electrode 4 X
側マルチプレクサ9が接続されており、該X側マルチプレクサ9にはアナログスイッチ10が接続されている。 Side multiplexer 9 is connected, the analog switch 10 is connected to the X-side multiplexer 9.
このアナログスイッチ10は第1および第2の接点10 The analog switch 10 is first and second contacts 10
a,10bを有し、第1の接点10aには発振回路11 Having a, a 10b, the first contact 10a oscillator 11
が接続されている。 There has been connected. また、アナログスイッチ10の第2 In addition, the second of the analog switch 10
の接点10bには増幅回路12とフィルタ回路13を介してA/Dコンバータ14が接続され、さらに、A/D The contact 10b A / D converter 14 through the amplifier circuit 12 and the filter circuit 13 is connected, further, A / D
コンバータ14はCPU15に接続されている。 Converter 14 is connected to the CPU 15. このC The C
PU15は、A/Dコンバータ14から出力されるデータに基づいて、前記入力ペン2または指3に最も近い電極を決定する電圧検出手段や、後述する演算式に基づいて、入力ペン2に最も近い電極とその隣の電極間における入力ペン2の偏倚量を演算する演算手段を内蔵すると共に、前記アナログスイッチ10を第1および第2の接点10a,10bのいずれかに切換える切換手段を内蔵しており、該CPU15で演算された入力ペン2または指3の座標はホストコンピュータ16に出力される。 PU15, based on the data outputted from the A / D converter 14, the input and voltage detecting means for determining the electrode closest to the pen 2 or finger 3, based on the calculation formula to be described later, it is closest to the input pen 2 electrode and with a built-in calculation means for calculating a deviation amount of the input pen 2 between the adjacent electrodes, the analog switch 10 first and second contact 10a, a built-in switching means for switching to one of the 10b cage, coordinates of the input pen 2 or finger 3 which is calculated by the CPU15 is output to the host computer 16. 一方、前記各Y電極5の一端にはY側マルチプレクサ17 On the other hand, said one end of each Y electrode 5 Y side multiplexer 17
が接続されており、該Y側マルチプレクサ17には増幅回路18とフィルタ回路19を介して前記A/Dコンバータ14が接続されている。 There are connected, through said amplifying circuit 18 and the filter circuit 19 A / D converter 14 is connected to the Y side multiplexer 17. なお、これらの回路構成部品は各電極4,5の邪魔にならないように前記ガラス基板6の周縁部に実装され、図示せぬケーブルを介して前記ホストコンピュータ16に接続されている。 Incidentally, these circuit components are mounted on the periphery of the glass substrate 6 so as not to interfere with the electrodes 4 and 5 are connected to the host computer 16 through a cable not shown.

【0011】図4に示すように、前記入力ペン2はワイヤレスでオペレータが手で持って操作するのに好適な円筒状に形成され、ボタン電池20とプリント基板21とが内蔵されている。 [0011] As shown in FIG. 4, the input pen 2 is formed on a suitable cylindrical for operator wirelessly to operate by hand, and a button battery 20 and printed circuit board 21 is incorporated. また、入力ペン2の先端には導電性のペン先22がスプリング23によって出入可能に保持されており、このペン先22の周囲は絶縁性のキャップ24にて被覆されている。 Further, the periphery of the input at the tip of the pen 2 are conductive nib 22 is held so as to be in and out by the spring 23, the nib 22 is covered by a cap 24 of insulating. 前記プリント基板21には図5に示す発振回路25の回路構成部品が実装されており、該プリント基板21の周囲は金属製のシールド部材26にて被覆されている。 Wherein the printed circuit board 21 are mounted a circuit component of the oscillating circuit 25 shown in FIG. 5, the periphery of the printed circuit board 21 is covered by a metal shield member 26. 前記発振回路25はコイルや低消費電力トランジスタ等で簡易的に構成され、前記ボタン電池20によって駆動される。 The oscillation circuit 25 is simplified manner a coil and power consumption transistors, and are driven by the button cell 20. また、これら発振回路25とボタン電池20との間にはスイッチ27が介設されており、該スイッチ27の両固定接点27a,27 Further, a switch 27 is interposed between these oscillating circuit 25 and the button battery 20, the fixed contact points 27a of the switch 27, 27
bは前記プリント基板21に固定され、スイッチ27の可動接点27cは前記ペン先22に固定されている。 b is fixed to the printed circuit board 21, the movable contact 27c of the switch 27 is secured to the pen tip 22. したがって、入力ペン2の非使用状態にあっては、ペン先22がスプリング23に付勢され、可動接点27cが両固定接点27a,27bから離反しているため、スイッチ27はオフとなって発振回路25は動作しない。 Thus, in the non-use state of the input pen 2, the pen tip 22 is urged by the spring 23, the movable contact 27c is separated from the fixed contact points 27a, 27b, the switch 27 is turned off oscillation circuit 25 does not operate. 一方、入力ペン2を前記タブレット1上に押し当てた使用状態にあっては、ペン先22がプリング23のばね力に抗して内方へ若干量後退し、可動接点27cが両固定接点27a,27bに接触するため、スイッチ27はオンとなって発振回路25が動作し、ペン先22の先端から所定周波数の電圧が出力される。 On the other hand, if there an input pen 2 in use pressed against on the tablet 1, the pen tip 22 is slightly retreat amount inward against the spring force of the pulling 23, the movable contact 27c is the fixed contact points 27a , for contacting the 27b, the switch 27 oscillation circuit 25 operates turned on, the voltage of a predetermined frequency from the tip of the pen tip 22 is output.

【0012】次に、このように構成された座標入力装置の動作について説明する。 [0012] Next, the operation of the thus configured coordinate input device. まず、入力ペン2を用いて座標入力する場合について説明すると、この場合、オペレータは入力ペン2を手で持ち、該入力ペン2のペン先2 First, when a case will be described in which the coordinate input using the input pen 2, in this case, the operator input pen 2 has at hand, input pen 2 of the nib 2
2をタブレット1上の任意位置に直接あるいは図示せぬシートを介して押し当て、入力ペン2に内蔵された発振回路25を動作させることにより、ペン先22の先端から所定周波数の電圧を出力する。 2 pressed through the sheet which is not directly or illustrated an arbitrary position on the tablet 1, by operating the the oscillation circuit 25 built in the input pen 2, and outputs a voltage of a predetermined frequency from the tip of the nib 22 . 一方、タブレット1側において、アナログスイッチ10はCPU15に内蔵された切換手段からの信号によって第2の接点10b側に切換えられており(この切換え動作については後述する)、この状態で、CPU15はX側マルチプレクサ9 On the other hand, in the tablet 1 side, the analog switch 10 (will be described later this switching operation) signal by which is switched to the second contact 10b side from switching means incorporated in the CPU 15, in this state, the CPU 15 X side multiplexer 9
を動作し、X側マルチプレクサ9をSW 1 〜SW nに順次オンさせる。 Works and are sequentially turned on X-side multiplexer 9 to SW 1 to SW n. すると、図6に示すように、各X電極4 Then, as shown in FIG. 6, each X electrode 4
(X 1 、X 2 、……、X n )には入力ペン2から発振する電圧が静電容量を通して印加され、その印加電圧は入力ペン2のペン先22と各X電極4との間の静電容量、すなわち、ペン先22と各X電極4との間の距離に応じて変化するため、各X電極4からペン先22までの距離に応じた電圧が出力される。 (X 1, X 2, ......, X n) is the voltage which oscillates an input pen 2 is applied through a capacitance, the applied voltage between the pen tip 22 of the input pen 2 and the X electrode 4 capacitance, that is, it changes according to the distance between the pen tip 22 and each X electrode 4, a voltage corresponding to the distance from the X electrode 4 to the pen tip 22 is output. 各X電極4から出力された電圧は増幅回路12で増幅された後、フィルタ回路13でノイズ成分が除去されると共にDC化され、さらに、このDC化された信号はA/Dコンバータ14でデジタル化された後、そのデータがCPU15に読み込まれる。 After the voltage output from the X electrode 4 is amplified by the amplifier circuit 12, the noise component in the filter circuit 13 is DC together with removed, further the DC coded signal is digital in A / D converter 14 after being of, the data is read into the CPU 15.
該CPU15に内蔵された電圧検出手段は、A/Dコンバータ14から出力されるデータに基づいて入力ペン2 Voltage detecting means built in the CPU15, the input on the basis of the data output from the A / D converter 14 pen 2
に最も近いX電極4を決定すると共に、該X電極4とその両隣りに位置するX電極4とに印加された電圧値を演算手段に送出し、該演算手段はこれら3つの電圧値に基づいて、入力ペン2に最も近いX電極4とその隣のX電極4間における入力ペン2の偏倚量を演算する。 And it determines the closest X electrode 4, a voltage value applied to the X electrodes 4 located Ri both adjacent and the X electrode 4 is sent to the calculation means, the calculation means based on these three voltage values Te, it calculates a bias amount of the input pen 2 and the nearest X electrode 4 to the input pen 2 between X electrodes 4 next to it.

【0013】すなわち、連続する3つのX電極4(以下、これらをA電極、B電極、C電極という)に対し、 [0013] That is, for three consecutive X electrode 4 (hereinafter, these A electrodes, B electrode, called C electrode),
入力ペン2のペン先22が図7に示すような位置関係にある場合、各電極A,B,Cから出力される電圧値の大きさは、B電極が最大のV 1で、A電極のV 2 、C電極のV 3の順に小さくなる。 When the pen tip 22 of the input pen 2 is in the positional relationship shown in FIG. 7, the magnitude of the voltage output from each electrode A, B, C is a B electrode the largest V 1, the A electrode V 2, smaller in the order of V 3 of the C electrode. ここで、各電極A,B,Cから出力される電圧値は、ペン先22までの距離の2乗に反比例するとの理論に基づいて、それぞれの理論値を求めると、 A電極での電圧値=V 2 =K/r 1 2 =K/〔H 2 +(P−L) 2 〕………… B電極での電圧値=V 1 =K/r 2 2 =K/(H 2 +L 2 )…………………… C電極での電圧値=V 3 =K/r 3 2 =K/〔H 2 +(P+L) 2 〕………… となる(ただし、r 1はA電極からペン先22までの距離、r 2はB電極からペン先22までの距離、r 3はC電極からペン先22までの距離、Hはペン先22から電極形成面に下した垂線の長さ、Lは電極形成面におけるB Here, the voltage output respective electrodes A, B, from C, based on the theory of inverse proportion to the square of the distance to the pen tip 22, when obtaining the respective theoretical values, the voltage value at the A electrode = V 2 = K / r 1 2 = K / [H 2 + (P-L) 2 ] ............ B voltage value of the electrode = V 1 = K / r 2 2 = K / (H 2 + L 2 ) ........................ C becomes the electrode voltage value = V 3 = K / r 3 2 = K / in [H 2 + (P + L) 2 ] ............ (however, r 1 is the a electrodes distance from to the pen tip 22, r 2 is the length of a perpendicular line beat from B electrode distance to the pen tip 22, r 3 is the distance from the C electrode to the pen tip 22, H is the electrode formation surface of the pen tip 22 , L is B in the electrode forming surface
電極からペン先22までの偏倚量、Pは各X電極4間のピッチ、Kは定数である)。 Bias amount from the electrode to the pen tip 22, P is the pitch between the respective X electrodes 4, K is a constant). そして、これら〜式の連立方程式を解くことにより、 L=P(V 12 −V 13 )/2(V 13 +V 12 −2V 23 )…………… となる。 By solving the simultaneous equations of these to Formula, L = P (V 1 V 2 -V 1 V 3) / 2 (V 1 V 3 + V 1 V 2 -2V 2 V 3) ............... and Become. この式から明らかなように、LはHの大きさに無関係であるため、入力ペン2をタブレット1の保護フィルム7上に直接押し当てて手書き入力する場合と、 As it is apparent from this equation, and when L is because it is independent of the size of the H, which handwriting input by pressing directly the input pen 2 on the protective film 7 Tablet 1,
入力ペン2をタブレット1上に載置した製図紙等のシート上に押し当てて手書き入力する場合とに拘らず、既知のPと3つの電極A,B,Cから出力される電圧値V 1 ,V 2 ,V 3とから求めることができる。 Regardless of the case of handwriting input an input pen 2 is pressed against the sheet of drafting paper or the like is placed on the tablet 1, voltage V 1 outputted known P and three electrodes A, B, from C it can be determined from V 2, V 3 Prefecture.

【0014】上記式の理論値と出力電圧の実測値とを比較した場合、図9に示されるように、両者の曲線はほぼ一致していることがわかる。 [0014] When comparing the measured value of the theoretical value and the output voltage of the above formula, as shown in FIG. 9, both the curves it can be seen that substantially coincides with. ここで、図9の縦軸は出力値、横軸はタブレット上のあるO点に入力ペンが当接した時のO点からの距離Xを示している。 Here, the vertical axis represents the output values ​​in FIG. 9, the horizontal axis represents the distance X from the point O at which the input pen in contact with the point O with the above tablet. このことから、上記の計算式によって偏倚量Lを正確に検出でき、また、式は一次関数であることから演算が簡単でCPU15への負担も少なくなる。 Therefore, to accurately detect the offset amount L by the above formula, also, the expression also reduced burden on the CPU15 simple arithmetic operation because it is a linear function.

【0015】入力ペン2のY軸方向における座標検出も上記と同様であり、この場合、CPU15がY側マルチプレクサ17を動作し、Y側マルチプレクサ17をSW [0015] Also coordinate detection in the input pen 2 Y-axis direction is the same as described above, in this case, CPU 15 operates the Y-side multiplexer 17, the Y-side multiplexer 17 SW
1 〜SW nに順次オンさせる。 They are sequentially turned on in 1 to SW n. すると、図6に示すように、各Y電極5(Y 1 、Y 2 、……、Y n )にはペン先2 Then, as shown in FIG. 6, the Y electrodes 5 (Y 1, Y 2, ......, Y n) is the nib 2
2までの距離に応じた電圧が出力され、これらの電圧は増幅回路18で増幅された後、フィルタ回路19を経てA/Dコンバータ14でデジタル化され、そのデータがCPU15に読み込まれる。 Voltage corresponding to the distance to 2 are output, after these voltages is amplified by the amplifier circuit 18, via the filter circuit 19 is digitized by the A / D converter 14, the data is read into the CPU 15. そして、該CPU15で入力ペン2に最も近いY電極5を決定すると共に、上記式と同様の演算を行うことにより、入力ペン2のY軸方向における座標を検出する。 Then, the and determines the Y electrode 5 closest to input pen 2 in CPU 15, by performing the same operation as the above mentioned formulas, detects the coordinates in the Y-axis direction of the input pen 2. さらに、このようにして入力ペン2のX,Y軸方向の座標を決定した後、CPU1 Furthermore, X of the input pen 2 In this way, after determining the Y-axis direction of the coordinates, CPU 1
5はこの位置情報をホストコンピュータ16に送出し、 5 transmits the location information to the host computer 16,
液晶表示装置30の画面に入力ペン2の動きに応じた線図等を表示する。 Etc. Show diagram lines corresponding to the movement of the input pen 2 on the screen of the liquid crystal display device 30.

【0016】次に、オペレータの指3によって座標入力する場合について説明すると、この場合、アナログスイッチ10はCPU15に内蔵された切換手段からの信号によって第1の接点10a側に切換えられており、X側マルチプレクサ9に発振回路11が接続される。 [0016] Subsequently explained case of coordinate input by a finger 3 of the operator, in this case, the analog switch 10 is switched to the first contact 10a side by a signal from the switching means incorporated in the CPU 15, X oscillation circuit 11 is connected to the side multiplexer 9. この状態で、CPU15はX側マルチプレクサ9とY側マルチプレクサ17とを動作し、X側マルチプレクサ9のSW In this state, CPU 15 operates the X-side multiplexer 9 and the Y-side multiplexer 17, SW of X side multiplexer 9
1をオンさせてからY側マルチプレクサ17のSW 1 〜S 1 to turn on the SW 1 of the Y-side multiplexer 17 from ~S
nを順次オンさせ、以下、X側マルチプレクサ9のS The W n are sequentially turned on, or less, S of X side multiplexer 9
2 〜SW nについても、同様にして各オンさせてからY For even W 2 ~SW n, Y from by each on in a similar manner
側マルチプレクサ17のSW 1 〜SW nを順次オンさせる。 And sequentially turn on the SW 1 to SW n side multiplexer 17. すると、各X電極4(X 1 、X 2 、……、X n )に発振回路11から発振波形が入力され、オペレータが自身の指3をタブレット1上の任意位置に押し当てると、電気力線の一部が指3に引き抜かれ、X電極4とY電極5 Then, the X electrodes 4 (X 1, X 2, ......, X n) in the input oscillation waveform from the oscillator circuit 11, when the operator presses their finger 3 to an arbitrary position on the tablet 1, the electric power some of the lines are drawn on the finger 3, X electrode 4 and the Y electrode 5
間に形成された静電容量が減少するため、各Y電極5から静電容量変化に応じた電圧が出力される。 Since the capacitance formed between decreases, a voltage corresponding to the capacitance change from the Y electrodes 5 are output. そして、各Y電極5から出力された電圧は、前述した入力ペン2のY軸方向における座標検出時と同様に、増幅回路18とフィルタ回路13を経てA/Dコンバータ14に入力され、該A/Dコンバータ14でデジタル化された後そのデータがCPU15に読み込まれる。 Then, the voltage output from the Y electrode 5 is inputted in the same manner as in the coordinate detection in the Y-axis direction of the input pen 2 described above, the A / D converter 14 through the amplifier circuit 18 and the filter circuit 13, the A / in D converter 14 after being digitized and the data is read into the CPU 15. 該CPU15に内蔵された電圧検出手段は、A/Dコンバータ14から出力されるデータに基づいて、電圧値が最も小さいY電極5と該Y電極5に対応するX電極4とを決定し、指3のXおよびY軸方向における座標を検出する。 Voltage detecting means built in the CPU15 on the basis of the data output from the A / D converter 14, to determine the X electrode 4 corresponding to the smallest Y electrode 5 and the Y electrode 5 the voltage value, the finger detecting the coordinates in 3 of the X and Y-axis directions. さらに、このようにして指3のX,Y軸方向の座標を決定した後、 Moreover, X in this way the finger 3, after determining the Y-axis direction of the coordinates,
CPU15はこの位置情報をホストコンピュータ16に送出し、例えば液晶表示装置30に表示されたメニューのうち、指3の接触位置に対応するメニューを選択する。 CPU15 then forwards the location information to the host computer 16, for example of the menu displayed on the liquid crystal display device 30, selects a menu corresponding to the contact position of the finger 3.

【0017】前述したアナログスイッチ10の切換え手段としては、例えば、アナログスイッチ10の第1の接点10a側と第2の接点10b側とを所定時間毎に自動切換えする時分割駆動にし、定期的にCPU15において、入力ペン2の検出手段と指3の検出手段との切換えを行えば良い。 [0017] The switching means of the analog switch 10 described above, for example, the time-division driving for automatically switching between a first contact point 10a side and the second contact 10b side of the analog switch 10 at predetermined time intervals, periodically in CPU 15, it may be performed to switch between the detection means detecting unit and the finger 3 of the input pen 2. この場合、アナログスイッチ10の切換えを数mmsで行い、XおよびY側マルチプレクサ9, In this case, performs the switching of the analog switch 10 by the number mms, X and Y side multiplexer 9,
17の走査を数μmsで行えば、数mms単位でのホストコンピュータ16へのデータ送出のため、アナログスイッチ10の切換えを時分割に行っても、入力ペン2または指3の座標検出を正確に行うことができる。 By performing the scanning of 17 by the number Myums, for data transmission to the host computer 16 in a few mms units, even if the time-division switching of the analog switch 10, precisely the coordinate detection of the input pen 2 or finger 3 It can be carried out.

【0018】なお、本発明は上記実施例に限定されず、 [0018] The present invention is not limited to the above embodiment,
例えば、タブレット1側の発振回路11を省略し、入力ペン2のみの座標入力とすることも可能である。 For example, to omit the oscillation circuit 11 of the tablet 1 side, it is possible to coordinate the input of only the input pen 2. また、 Also,
タブレット1の構成も上記実施例に限定されず、例えば、各X電極4をガラス基板6の上面に形成する代りに保護フィルム7の下面に形成しても良く、あるいは、各X,Y電極4,5と保護フィルム7およびシールドフィルム8の全てをガラス基板6に印刷やCVD等の成膜技術を用いて形成することも可能である。 Configuration of the tablet 1 is not limited to the above embodiments, for example, each X electrode 4 may be formed on the lower surface of the protective film 7 instead of forming on the upper surface of the glass substrate 6, or the X, Y electrodes 4 it is also possible that all of the 5 and the protective film 7 and the shield film 8 is formed by using a film formation technique such as printing or CVD on the glass substrate 6.

【0019】 [0019]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、 As described in the foregoing, according to the present invention,
入力ペンをタブレット上に押し当てた時の位置情報が、 Position information at the time of pressing the input pen on the tablet,
入力ペンとタブレット間の距離に関係なく、3本の電極から出力される電圧値と既知の値である各電極間ピッチとから一次関数式で高精度に算出されるため、構成が簡単でCPUへの負担も少なく検出精度が高い座標入力装置を提供することができる。 Regardless of the distance between the input pen and the tablet, to be calculated with high accuracy by a linear function expression from the respective inter-electrode pitch is the voltage value and the known value output from the three electrode configuration is simple CPU even less the detection accuracy burden on the can to provide a high coordinate input device.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明の実施例に係る座標入力装置の概略構成を示すブロック図である。 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a coordinate input device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の座標入力装置に備えられるタブレットの分解斜視図である。 2 is an exploded perspective view of a tablet provided to a coordinate input device of FIG.

【図3】該タブレットの断面図である。 3 is a cross-sectional view of the tablet.

【図4】図1の座標入力装置に使用される入力ペンの構成図である。 Is a configuration diagram of an input pen used for a coordinate input device of FIG. 1;

【図5】該入力ペンの回路図である。 FIG. 5 is a circuit diagram of the input pen.

【図6】該入力ペンの検出動作を示す説明図である。 6 is an explanatory diagram showing the detection operation of the input pen.

【図7】該入力ペンと3本の電極との位置関係を示す説明図である。 7 is an explanatory view showing a positional relationship between the input pen and three electrodes.

【図8】出力電圧と3本の電極との位置関係を示す説明図である。 8 is an explanatory view showing the positional relationship between the output voltage and the three electrodes.

【図9】出力電圧の実測値と理論値との比較図である。 9 is a comparison diagram between the measured value and the theoretical value of the output voltage.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1 タブレット 2 入力ペン 3 指 4 X電極 5 Y電極 6 ガラス基板 9 X側マルチプレクサ 15 CPU 17 Y側マルチプレクサ 22 ペン先 24 キャップ 25 発振回路 27 スイッチ 1 tablet 2 input pen 3 finger 4 X electrode 5 Y electrode 6 glass substrate 9 X side multiplexer 15 CPU 17 Y side multiplexer 22 nib 24 cap 25 oscillation circuit 27 switches

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 欣也 東京都大田区雪谷大塚町1番7号 アル プス電気株式会社内 (72)発明者 遠藤 芳久 東京都大田区雪谷大塚町1番7号 アル プス電気株式会社内 (72)発明者 馬目 忠志 東京都大田区雪谷大塚町1番7号 アル プス電気株式会社内 (56)参考文献 特開 平8−137607(JP,A) 特開 平7−13681(JP,A) 特開 平5−313811(JP,A) 特開 平5−165560(JP,A) 特開 平4−192018(JP,A) 特開 昭61−110225(JP,A) 特開 昭60−181816(JP,A) 特開 昭60−178527(JP,A) 実開 昭61−115240(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl. 7 ,DB名) G06F 3/03 G06F 3/033 - 3/037 ────────────────────────────────────────────────── ─── front page of the continuation (72) inventor Kinya Inoue, Ota-ku, Tokyo Yukigayaotsuka-cho, No. 1, No. 7 Alps in electric Co., Ltd. (72) inventor Yoshihisa Endo Tokyo No. 1 No. 7 Al Ota Yukigayaotsuka-cho TOPS electricity within Co., Ltd. (72) inventor horse eyes Tadashi Ota-ku, Tokyo Yukigayaotsuka-cho, No. 1, No. 7 Alps in electric Co., Ltd. (56) reference Patent flat 8-137607 (JP, a) JP flat 7 -13681 (JP, A) Patent Rights 5-313811 (JP, A) Patent Rights 5-165560 (JP, A) Patent Rights 4-192018 (JP, A) JP Akira 61-110225 (JP, A ) Patent Akira 60-181816 (JP, a) JP Akira 60-178527 (JP, a) JitsuHiraku Akira 61-115240 (JP, U) (58 ) investigated the field (Int.Cl. 7, DB name) G06F 3/03 G06F 3/033 - 3/037

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】 (57) [the claims]
  1. 【請求項1】 等ピッチP間隔で配列された複数本のX 1. A constant pitch P a plurality of X which are arranged at intervals
    電極およびY電極が絶縁層を介してマトリクス状に積層されたタブレットと、所定周波数の電圧を発振する入力ペンと、該入力ペンと各電極間の静電容量変化に基づいて各電極に印加される電圧を検出する電圧検出手段と、 And tablets stacked in a matrix and Y electrodes via the insulating layer, is applied an input pen for oscillating a voltage of a predetermined frequency, to each electrode based on a change in the electrostatic capacity between the input pen and the respective electrodes voltage detection means for voltage detection to that,
    該電圧検出手段で検出される電圧値のうち、印加電圧が最大の電極からの電圧値をV 1 、該電極の両隣りの電極からの電圧値をそれぞれV 2 ,V 3とした時に、前記入力ペンと該入力ペンに最も近い電極間の電極配列方向への偏倚量Lを、 L=P(V 12 −V 13 )/2(V 13 +V 12 −2V Of the voltage detected by said voltage detecting means, a voltage value of the applied voltage from the maximum of the electrode V 1, the voltage value from the electrodes of two neighboring of the electrodes when a V 2, V 3 respectively, the the bias amount L of the electrode arrangement direction between the electrode closest to the input pen and the input pen, L = P (V 1 V 2 -V 1 V 3) / 2 (V 1 V 3 + V 1 V 2 -2V
    23 ) として演算する演算手段とを備えてなる座標入力装置。 Coordinate input apparatus comprising an arithmetic means for calculating a 2 V 3).
  2. 【請求項2】 前記タブレットは絶縁層をガラス基板としてX電極およびY電極を透明材で形成し、該タブレットが透明シールドフィルムを介して液晶表示装置に積層されることを特徴とする座標入力装置。 Wherein said tablet is formed of a transparent material to X and Y electrodes an insulating layer as a glass substrate, a coordinate input device characterized in that said tablet is laminated to the liquid crystal display device through the transparent shield film .
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