JP3270544B2 - Coordinate input device - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、電磁波等を発振するペ
ン・カーソル等により電磁波等をワイヤグリッド等で受
信して座標入力を行う座標入力装置に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a coordinate input device for inputting coordinates by receiving electromagnetic waves or the like through a wire grid or the like using a pen or cursor that oscillates electromagnetic waves or the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、電磁波等を用いた座標入力装置に
位置を指示するペン・カーソル等は、通常図8の様に構
成されていた。図8において、2は電磁界発生用コイル
等(超音波を用いた場合は圧電スピーカなどとなる)の
出力部、4は出力部2の励振部、9はマイクロプロセッ
サなどの制御部、10は電源であり、ペン本体1に内蔵
されている。2. Description of the Related Art Conventionally, a pen / cursor or the like for indicating a position to a coordinate input device using an electromagnetic wave or the like is usually configured as shown in FIG. In FIG. 8, reference numeral 2 denotes an output unit of an electromagnetic field generating coil or the like (in the case of using ultrasonic waves, a piezoelectric speaker or the like), 4 denotes an excitation unit of the output unit 2, 9 denotes a control unit such as a microprocessor, and 10 denotes a control unit such as a microprocessor. It is a power supply and is built in the pen body 1.
【0003】図9に図8の従来例における出力部2への
典型的な入力電圧例を示す。即ち、出力部2へは一定の
周波数及び振幅等を有する波形が、常時あるいは図9の
様に間欠的に入力され、入力される波形の周波数及び振
幅は、外来ノイズの態様あるいは出力部2により外環境
に実際に誘起される電磁界強度等との相関を持つことな
く制御される構造となっていた。FIG. 9 shows an example of a typical input voltage to the output section 2 in the conventional example shown in FIG. That is, a waveform having a constant frequency and amplitude or the like is constantly or intermittently input to the output unit 2 as shown in FIG. 9, and the frequency and amplitude of the input waveform are determined by the external noise mode or the output unit 2. The structure was controlled without having a correlation with the electromagnetic field intensity actually induced in the external environment.
【0004】図10は、従来例における典型的な受信部
(ワイヤグリッド等)側の構成例である。即ち、受信側
制御部19からの制御により、マルチプレクサ17が作
動し、X,Y各方向に設置された各グリッド11にペン
1からの出力で誘起された電圧を、アンプ20を介して
順次取り込む。図11はその様子を表す図である。すな
わち、マルチプレクサ17の設定が次々と変わり、アン
プ20にはマルチプレクサ17により選ばれたグリッド
に発生した電圧が入力される。アンプ20はその入力電
圧を増幅して出力する。FIG. 10 shows a configuration example of a typical receiving unit (wire grid or the like) side in a conventional example. That is, under the control of the receiving side control unit 19, the multiplexer 17 operates, and the voltages induced by the output from the pen 1 are sequentially taken into the grids 11 installed in the X and Y directions via the amplifier 20. . FIG. 11 is a diagram showing this state. That is, the setting of the multiplexer 17 changes one after another, and the voltage generated in the grid selected by the multiplexer 17 is input to the amplifier 20. Amplifier 20 amplifies and outputs the input voltage.
【0005】図12はグリッドから取り込まれた誘起電
圧に基づいて入力された座標位置をXまたはYいずれか
の方向について推定する様子を示している。即ち、各グ
リッドは通常数mm〜数10mmの間隔で設置されている
が、この間隔のグリッドの誘起電圧から1/10mm〜1
/100mm程度の座標精度を得るために、通常同図の実
線121の様な推定曲線のパターンをペンからの出力の
指向性パターン等をもとにあらかじめ定めておき、各グ
リッドの誘起電圧の態様に当該推定曲線のパターンをマ
ッチングさせ、そのゼロクロス点(図12の場合)、ピ
ーク点等から座標位置を算出している。FIG. 12 shows a state in which the input coordinate position is estimated in either the X or Y direction based on the induced voltage taken from the grid. That is, the grids are usually arranged at intervals of several mm to several tens of mm.
In order to obtain a coordinate accuracy of about / 100 mm, usually, a pattern of an estimated curve like a solid line 121 in FIG. Then, the pattern of the estimated curve is matched, and the coordinate position is calculated from the zero cross point (in the case of FIG. 12), the peak point, and the like.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、出力部2への入力電圧波形が、外来ノイズの
態様あるいは出力部2により外環境に実際に誘起される
電磁界強度等により変化する構成とはなっていないた
め、次のような欠点があった。However, in the above-mentioned conventional example, the input voltage waveform to the output unit 2 varies depending on the mode of external noise or the electromagnetic field intensity actually induced in the external environment by the output unit 2. Since it is not configured, it has the following disadvantages.
【0007】(1)使用中、当該入力電圧波形に類似す
る周波数及び振幅を持った成分を含む外来ノイズが到来
した場合、当該ノイズによる干渉によって当該座標入力
装置の精度・応答性等の性能が大きく劣化する恐れがあ
る。(1) During use, if an external noise including a component having a frequency and an amplitude similar to the input voltage waveform arrives, the performance of the coordinate input device, such as accuracy and responsiveness, is reduced due to interference by the noise. There is a risk of significant deterioration.
【0008】(2)当該座標入力装置の基本方式を左右
することなく外来ノイズ到来下の性能劣化耐性を高める
には、出力部2への入力電圧の振幅を一律に高めるしか
なく、このことは電源10の電力消費を高めることとな
り、特にワイヤレスペンなどにおいては、電源10のコ
スト,重畳,あるいは交換頻度の増加を誘起し、甚だ不
都合であった。(2) The only way to increase the performance degradation resistance under the arrival of external noise without affecting the basic method of the coordinate input device is to increase the amplitude of the input voltage to the output unit 2 uniformly. The power consumption of the power supply 10 is increased, and particularly in a wireless pen or the like, the cost, superposition, or replacement frequency of the power supply 10 is increased, which is extremely inconvenient.
【0009】(1)について、図12,図13を用いて
更に説明する。(1) will be further described with reference to FIGS.
【0010】前に説明したとおり、通常座標検知媒体側
(以下受信側という)の座標推定方法は、通常ペン・カ
ーソル等の指向性パターンの歪みが十分小さい状態で検
知できることを前提としており、ペン・カーソル等によ
りグリッドに誘起される電圧のパターン(以下受信パタ
ーンという)が外来ノイズにより歪んだり変動したりす
ると、推定座標に誤差やジッタが混入することとなる。
受信側でのS/N比と座標推定誤差との関係は通常図1
3のとおりであり、S/N比が劣化すると急激に誤差が
増大することから、例えば大電流を通電する電源コード
やCRTディスプレイが近傍にあるなどにより外来ノイ
ズが大きい場合、急激に推定精度が劣化することとなっ
ていた。As described above, the method of estimating coordinates on the normal coordinate detection medium side (hereinafter referred to as the receiving side) is based on the premise that the distortion of a directivity pattern such as a pen cursor can be detected in a sufficiently small state. If the voltage pattern induced in the grid by the cursor or the like (hereinafter referred to as reception pattern) is distorted or fluctuated by external noise, errors and jitters are mixed in the estimated coordinates.
The relationship between the S / N ratio and the coordinate estimation error on the receiving side is usually shown in FIG.
Since the error increases rapidly when the S / N ratio deteriorates, the estimation accuracy rapidly increases when external noise is large due to, for example, a power cord for supplying a large current or a CRT display being nearby. It was supposed to deteriorate.
【0011】また、座標位置の推定アルゴリズムによっ
ては、S/N比の低い状態で推定精度を上げようとする
ことにより、演算時間が増大してそれが座標入力の応答
性の劣化となって現れる場合もあった。Also, depending on the algorithm for estimating the coordinate position, an attempt to increase the estimation accuracy in a state where the S / N ratio is low increases the calculation time, which results in a deterioration in the responsiveness of the coordinate input. There were cases.
【0012】本発明は上記従来例に鑑みて成されたもの
で、精度が高く安定した座標入力ができる座標入力装置
を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above conventional example, and has as its object to provide a coordinate input device capable of inputting coordinates with high accuracy and stability.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段及び作用】上記目的を達成
するために本発明の座標入力装置は次のような構成から
なる。信号を出力する座標指示手段と、該座標指示手段
から出力される信号を検出して前記指示手段により指示
された座標位置を決定する本体とを具備する座標入力装
置であって、前記指示手段は、可変周波数の信号を発信
する発信手段と、可変周波数の信号を受信する受信手段
と、該受信手段により受信する信号の周波数を変更する
手段と、該受信手段により受信した、前記発信手段以外
の信号源からの信号のうち最も信号レベルの低い周波数
を選択する選択手段とを備え、該選択手段により選択さ
れた周波数を前記発信手段の発信周波数とすることを特
徴とする。To achieve the above object, a coordinate input device according to the present invention has the following configuration. A coordinate input device comprising: a coordinate designation unit that outputs a signal; and a main body that detects a signal output from the coordinate designation unit and determines a coordinate position designated by the designation unit. Transmitting means for transmitting a variable frequency signal, receiving means for receiving the variable frequency signal, means for changing the frequency of the signal received by the receiving means, and received by the receiving means, other than the transmitting means Selecting means for selecting a frequency having the lowest signal level from signals from the signal source, wherein the frequency selected by the selecting means is used as the transmitting frequency of the transmitting means.
【0014】また好ましくは、前記本体は、可変周波数
の信号を受信する受信手段と、該受信手段により受信す
る信号の周波数を変更する手段と、該受信手段により受
信した信号のうち最も信号レベルの高い周波数を選択す
る選択手段とを備え、該選択手段により選択された周波
数を前記受信手段の受信周波数とする。Preferably, the main unit includes a receiving unit for receiving a signal of a variable frequency, a unit for changing a frequency of a signal received by the receiving unit, and a signal having the highest signal level among the signals received by the receiving unit. Selecting means for selecting a high frequency, and the frequency selected by the selecting means is used as the receiving frequency of the receiving means.
【0015】また好ましくは、前記信号は電磁波であ
る。Preferably, the signal is an electromagnetic wave.
【0016】[0016]
[実施例1]本発明の実施例として電磁波をグリッドで
検知して入力を行う座標入力装置を説明する。[First Embodiment] As a first embodiment of the present invention, a coordinate input device for detecting and inputting an electromagnetic wave by a grid will be described.
【0017】図1は本発明の特徴を最も良く表わす図面
である。同図において、1はペン・カーソル等の座標指
示具の筺体(以下、座標指示具そのものを称してペン1
と呼ぶ)、2は電磁波等を出力するためのコイル等の出
力媒体(以下“出力コイル”という)、3はペン1の媒
体の近傍の電磁界強度等を検知するためのコイル,セン
サ等(以下“検知コイル”という)、4は出力コイル2
に電磁波等を発生させるための信号を供給する励振部、
5は検知コイル3の出力のうち、励振部4から出力され
る波形の周波数成分のみを抽出するためのバンド・パス
フィルタ(BPF)、6は励振部4の出力波形の振幅を
制御するためのD/A変換回路、7はバンド・パスフィ
ルタ5を包絡線検波するための検波器、8は検波器7の
出力をデジタル化して制御部9に伝達するためのA/D
変換回路、10はペン1の各回路に電力を供給するため
の電源、11は出力コイル2からの電磁波等を受信する
ことにより指示された座標を検知するワイヤグリッド等
の座標検知媒体(以下、グリッド11と呼ぶ)、17は
受信側制御部19からの指示により、X,Yの各方向に
展開されたグリッドのうち各方向毎にひとつを選択し、
当該選択されたグリッドに誘起された電圧を自動利得調
整機能付アンプ18に伝えるためのマルチプレクサ、1
8はペン・カーソル等にからの出力が変化しても受信側
制御部19に一定振幅の信号が入力される様に自動的に
利得が制御される自動利得制御機能(AGC)付アン
プ、19はマルチプレクサ17による制御及び座標の推
定及び推定結果の外部への出力を司る受信側制御部であ
る。FIG. 1 is a drawing which best illustrates the features of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a housing of a coordinate pointing device such as a pen / cursor (hereinafter referred to as a pen 1
2) an output medium such as a coil for outputting an electromagnetic wave or the like (hereinafter referred to as an “output coil”); 3 a coil, a sensor, etc. for detecting the electromagnetic field intensity or the like near the medium of the pen 1 ( 4 is an output coil 2
An excitation unit that supplies a signal for generating electromagnetic waves and the like to the
Reference numeral 5 denotes a band-pass filter (BPF) for extracting only the frequency component of the waveform output from the excitation unit 4 out of the output of the detection coil 3, and 6 denotes a control for controlling the amplitude of the output waveform of the excitation unit 4. A D / A conversion circuit, 7 is a detector for detecting the envelope of the band-pass filter 5, and 8 is an A / D for digitizing the output of the detector 7 and transmitting it to the control unit 9.
The conversion circuit 10 is a power supply for supplying power to each circuit of the pen 1, and 11 is a coordinate detection medium (hereinafter, referred to as a wire grid) such as a wire grid for detecting coordinates specified by receiving an electromagnetic wave or the like from the output coil 2. According to an instruction from the reception-side control unit 19, the grid 17 selects one of the grids developed in each of the X and Y directions for each direction.
A multiplexer for transmitting the voltage induced in the selected grid to the amplifier 18 having an automatic gain adjustment function;
Reference numeral 8 denotes an amplifier with an automatic gain control function (AGC) for automatically controlling the gain so that a signal having a constant amplitude is input to the receiving side control unit 19 even if the output from the pen cursor changes. Is a receiving side control unit which controls the multiplexer 17, estimates coordinates, and outputs the estimation result to the outside.
【0018】図2は図1の座標入力装置の動作を表わす
図である。図2においては、出力コイル2への信号電圧
の入力が停止している状態で、制御部9は、検知コイル
3,BPF5,検波器7,A/D変換器8を通じて、出
力コイル2が出力すべき周波数成分の外来ノイズがペン
1の近傍に到来していないかどうかを検知する。その結
果により、図13に示した許容されるS/N比を確保す
るよう、予め規定された振幅レベルの信号波形を出力コ
イル2に印加する。従って、ノイズが到来している状態
にあっては、当該ノイズの振幅に応じて割増された振幅
の信号波形が出力コイル2に印加されることとなる。一
般に、ペン1により座標を指示している状態において
は、ペン1とグリッド11とは略接触に近い状態にある
ことから、図2のような制御を行うことにより、グリッ
ド11においては適正な信号対雑音比が保たれることと
なる。FIG. 2 is a diagram showing the operation of the coordinate input device of FIG. In FIG. 2, when the input of the signal voltage to the output coil 2 is stopped, the control unit 9 outputs the output coil 2 through the detection coil 3, the BPF 5, the detector 7, and the A / D converter 8. It is detected whether or not the external noise of the frequency component to be arrived near the pen 1. Based on the result, a signal waveform having a predetermined amplitude level is applied to the output coil 2 so as to secure the allowable S / N ratio shown in FIG. Therefore, in a state where the noise has arrived, a signal waveform having an amplitude increased according to the amplitude of the noise is applied to the output coil 2. In general, when coordinates are instructed by the pen 1, the pen 1 and the grid 11 are almost in contact with each other. Therefore, by performing control as shown in FIG. The noise-to-noise ratio will be maintained.
【0019】一方、受信側においては、自動利得調整機
能付アンプ18の利得が自動調整され、図2に示す様に
受信側制御部19に入力される信号の振幅は一定に保た
れる。即ち、その分だけ外来ノイズが抑制されることと
なる。On the other hand, on the receiving side, the gain of the amplifier 18 with automatic gain adjustment function is automatically adjusted, and the amplitude of the signal input to the receiving side control unit 19 is kept constant as shown in FIG. That is, extraneous noise is suppressed by that much.
【0020】また、上記外来ノイズの検知は出力コイル
2への電圧供給開始時に一回だけ行うことも可能だが、
出力コイル2への電圧供給を間欠的とし、各サイクルの
電圧供給開始直前で上記ノイズの検知及び上記信号波形
の振幅の調整を行うことにより、外来ノイズの態様が変
動する場合においても、当該変動に適応した振幅の調整
が可能となる。The detection of the external noise can be performed only once when the supply of the voltage to the output coil 2 is started.
By making the voltage supply to the output coil 2 intermittent and detecting the noise and adjusting the amplitude of the signal waveform immediately before the start of the voltage supply in each cycle, even when the form of the external noise fluctuates, Can be adjusted for the amplitude.
【0021】更に本実施例では、出力コイル2から発生
する電磁波の周波数は常に一定であり、グリッド11で
は常に単一の周波数に着目して処理を行えば良く、受信
側の回路が比較的簡単ですむという利点がある。Further, in the present embodiment, the frequency of the electromagnetic wave generated from the output coil 2 is always constant, and the grid 11 always needs to focus on a single frequency for processing, and the circuit on the receiving side is relatively simple. There is an advantage that it can be done.
【0022】[0022]
[実施例2]図3は本発明の第2の実施例の座標指示具
の図である。同図において、12はD/A変換器6の出
力電圧に従って出力周波数を変える電圧制御発振器(V
CO)、13,21はそれぞれ出力コイル3及びグリッ
ド11の出力電圧のうち、特定の周波数成分だけを乗積
検波するため、可変の周波数を発生するVCO、22,
14は乗積検波回路を構成するそれぞれローパスフィル
タ(LPF)、15はVCOの出力信号とLPFの出力
信号とを乗算する乗算回路である。[Embodiment 2] FIG. 3 is a view of a coordinate pointing device according to a second embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 12 denotes a voltage controlled oscillator (V) that changes the output frequency according to the output voltage of the D / A converter 6.
CO), 13, 21 are VCOs, 22,, which generate variable frequencies in order to multiply detect only a specific frequency component of the output voltage of the output coil 3 and the grid 11.
Reference numeral 14 denotes a low-pass filter (LPF) constituting the product detection circuit, and reference numeral 15 denotes a multiplication circuit that multiplies the output signal of the VCO by the output signal of the LPF.
【0023】図4は図3の実施例の動作を示した図であ
る。FIG. 4 is a diagram showing the operation of the embodiment of FIG.
【0024】第1の実施例においては、外来ノイズの態
様に応じて出力コイル2への印加電圧の振幅を調整した
のに対し、本実施例においては、当該印加電圧の周波数
を変化させている。即ち、図4に示すとおり、出力コイ
ル2への入力電圧、即ち、VCO12の出力電圧の供給
開始に先立って、制御部9はD/A変換器6を通じてV
CO13を制御し、あらかじめ規定された複数の周波数
成分(図4の場合f1,f2 )においてLPF14,乗
算回路15による乗積検波を行うことによって、当該各
周波数成分の外来ノイズの電磁界強度を検知する。その
後、該複数の周波数のうちノイズレベルの最も低い周波
数(図4の場合f1 )を選択し、VCO12を制御し
て、出力コイル2にこの選択された周波数の信号電圧
(振幅は特に規定しない)を印加する。VCO12への
電圧の印加を間欠的とし、各サイクル毎に周波数の調整
を行うことにより、外来ノイズの態様が変動する場合に
おいても適用できることは第1の実施例と同様である。In the first embodiment, the amplitude of the voltage applied to the output coil 2 is adjusted according to the mode of the external noise. In the present embodiment, the frequency of the applied voltage is changed. . That is, as shown in FIG. 4, prior to the start of the supply of the input voltage to the output coil 2, that is, the output voltage of the VCO 12, the control unit 9 controls the V / V
By controlling the CO 13 and performing multiplication detection by the LPF 14 and the multiplier circuit 15 on a plurality of frequency components (f 1 and f 2 in FIG. 4) defined in advance, the electromagnetic field intensity of the external noise of each frequency component Is detected. Thereafter, a frequency (f 1 in FIG. 4) having the lowest noise level is selected from the plurality of frequencies, and the VCO 12 is controlled so that a signal voltage (amplitude is not particularly defined) of the selected frequency is output to the output coil 2. ) Is applied. The application of the voltage to the VCO 12 intermittently and the adjustment of the frequency in each cycle can be applied to the case where the mode of the external noise fluctuates, similarly to the first embodiment.
【0025】本実施例における受信側の処理を図4によ
り説明する。即ち、受信側制御部19はVCO21を制
御して、あらかじめ規定された複数の周波数成分の乗積
検波を行い、最大の振幅レベルをもつ周波数(図4の場
合f1 )を検知し、以後当該周波数により座標検知を行
うことになる。The processing on the receiving side in this embodiment will be described with reference to FIG. That is, the receiving side control unit 19 controls the VCO 21 to perform multiplication detection of a plurality of frequency components defined in advance, detects a frequency having the maximum amplitude level (f 1 in FIG. 4), and thereafter detects the frequency. Coordinate detection is performed based on the frequency.
【0026】このことから容易にわかるとおり、ペン1
から出力される周波数f1 の電磁波の振幅レベルは、当
該電磁波がグリッド11上に誘起する電圧が、外来ノイ
ズにより誘起される電圧のうち上記あらかじめ規定され
た他の周波数(図4の場合f 2 )により誘起される成分
を常に越える様に設定される必要がある。As can be easily understood from this, the pen 1
Frequency f output from1 The amplitude level of the electromagnetic wave
The voltage induced by the electromagnetic waves on the grid 11 is an external noise.
Of the voltage induced by the
Other frequency (f in FIG. 4) Two ) Induced components
Must be set to always exceed.
【0027】本実施例は使用する周波数帯域付近に、例
えばインバータやDC/DCコンバータによるノイズ
等、狭帯域かつ大振幅のノイズがある場合において、適
正な信号対雑音比を確保したい場合に有効である。また
出力コイル等の出力側の振幅は、上述のとおり、あらか
じめ規定された複数の周波数成分のノイズレベルのうち
の最大値を越えていれば良く(図4の場合、Sf1 /N
f2 >1であれば良い)、第1の実施例に比べて当該出
力側の振幅を小さく保つことができ、電力消費低減の観
点からも有効である。This embodiment is effective when it is desired to secure an appropriate signal-to-noise ratio when there is a narrow-band and large-amplitude noise such as noise generated by an inverter or a DC / DC converter near the frequency band to be used. is there. Further, as described above, the amplitude of the output side of the output coil or the like only needs to exceed the maximum value of the noise levels of a plurality of predetermined frequency components (Sf 1 / N in FIG. 4).
may be a f 2> 1), in comparison with the first embodiment can be kept small amplitude of the output side, it is effective in terms of reduced power consumption.
【0028】[実施例3]図5は本発明の第3の実施例
である。実施例2では周波数の選択を離散的な複数の周
波数の中から行ったのに対し、本実施例ではVCO13
の発振周波数をあらかじめ規定された周波数範囲(図5
の場合f1 〜f2 )で連続的に変化(走査)させ、最も
ノイズレベルの低い周波数(図5の場合fopt )をVC
O12の周波数として選択している。本実施例は、座標
指示具から発振する周波数を連続的な範囲から選択する
という点以外は実施例2と同様な動作をする。Embodiment 3 FIG. 5 shows a third embodiment of the present invention. In the second embodiment, the frequency is selected from among a plurality of discrete frequencies.
Oscillation frequency is set to a predetermined frequency range (Fig. 5
If f 1 ~f 2) is continuously changed (scanned) in the most noise level low frequencies (in the case of FIG. 5 f opt) VC of
The frequency of O12 is selected. This embodiment operates in the same manner as the second embodiment except that the frequency oscillated from the coordinate pointing device is selected from a continuous range.
【0029】本実施例では、外来ノイズがかなり広い帯
域にわたって高レベルを持ち、かつその周波数スペクト
ルに大きな凸凹がある場合に有効である。This embodiment is effective when the external noise has a high level over a considerably wide band and its frequency spectrum has large irregularities.
【0030】[実施例4]図6は、本発明の第4の実施
例である。[Embodiment 4] FIG. 6 shows a fourth embodiment of the present invention.
【0031】上述の実施例においては、出力コイルと検
知コイルを別々に設置していたが、本実施例において
は、3端子コイル16を用いることにより、出力コイル
と検知コイルとの機能を一体化している。これにより、
ペン1の小型・計量化を図ることができる。In the above-described embodiment, the output coil and the detection coil are separately provided. However, in this embodiment, the functions of the output coil and the detection coil are integrated by using the three-terminal coil 16. ing. This allows
The pen 1 can be reduced in size and weight.
【0032】[実施例5]図7は本発明の第5の実施例
の動作例を示す図である。本実施例の装置の構成は実施
例1あるいは実施例4に準ずるものである。[Embodiment 5] FIG. 7 is a diagram showing an operation example of a fifth embodiment of the present invention. The configuration of the apparatus of this embodiment is similar to that of the first or fourth embodiment.
【0033】上述の各実施例においては、出力コイル2
からの出力が停止している場合の外来ノイズの検知に検
知コイル3を用いていたが、本実施例は、検知コイル3
の出力の状態を励振部4の出力の振幅制御にフィードバ
ックさせた例である。In each of the above embodiments, the output coil 2
Although the detection coil 3 is used to detect external noise when the output from the
This is an example in which the output state is fed back to the amplitude control of the output of the excitation unit 4.
【0034】すなわち、出力コイル2から発振した電磁
波を検知コイル3で検知し、その振幅に応じて励振部4
から出力コイル2に与える信号の振幅を制御する。図7
に則して説明すれば、BPF5から出力される信号の振
幅レベルが下がれば、励振部4の出力を増大してペン1
からの出力信号レベルを上げ、常に一定のレベルに保っ
ておくことができる。That is, an electromagnetic wave oscillated from the output coil 2 is detected by the detection coil 3 and the excitation
To control the amplitude of the signal to be supplied to the output coil 2. FIG.
If the amplitude level of the signal output from the BPF 5 decreases, the output of the excitation unit 4 increases and the pen 1
, The output signal level can be raised and always kept at a constant level.
【0035】[実施例6]上述の各実施例では、主とし
て電磁波を用いた座標入力方式について述べたが、他の
方式、例えば静電結合方式や超音波を用いた方式等につ
いても上記実施例に相当する機能を有する座標入力装置
を実現できる。[Embodiment 6] In each of the above embodiments, the coordinate input system using an electromagnetic wave has been mainly described. However, other systems such as an electrostatic coupling system and a system using ultrasonic waves may be used. Can be realized.
【0036】例えば、超音波を用いた座標入力装置を図
14に示した。図において振動ペン3は振動子駆動回路
2により振動子4が駆動され、その先端のコーン5から
超音波振動を発する。また、受信側は、電磁波を受信す
るグリッドに代わってペン3から伝播された振動を伝え
るアクリル板等の振動伝達板8とそれに伝えられた振動
を電気信号に変換する圧電素子等のセンサ6(複数)、
センサ6の出力信号を検出する信号波形検出回路9、入
力された座標位置等を表示するディスプレイ11とそれ
を駆動するディスプレイ駆動回路10、それらをまとめ
て制御し、座標位置の算出等の演算を行う演算制御回路
1を備えている。受信側では、振動子駆動回路2を駆動
してから信号波形検出回路9による振動検出までの遅延
時間を測定し、その値から各センサから振動源までの距
離を算出してそれを元に演算制御回路1によって幾何学
的に座標位置を算出する。For example, a coordinate input device using ultrasonic waves is shown in FIG. In the drawing, a vibrator 4 is driven by a vibrator driving circuit 2 of a vibrating pen 3, and an ultrasonic vibration is emitted from a cone 5 at the tip thereof. In addition, the receiving side replaces the grid for receiving the electromagnetic waves with a vibration transmission plate 8 such as an acrylic plate that transmits the vibration transmitted from the pen 3 and a sensor 6 such as a piezoelectric element that converts the vibration transmitted thereto into an electric signal. Multiple),
A signal waveform detection circuit 9 for detecting an output signal of the sensor 6, a display 11 for displaying an input coordinate position and the like, and a display drive circuit 10 for driving the same, and control them collectively to perform calculations such as calculation of a coordinate position. And an arithmetic control circuit 1 for performing the operation. On the receiving side, the delay time from the driving of the transducer driving circuit 2 to the detection of the vibration by the signal waveform detection circuit 9 is measured, the distance from each sensor to the vibration source is calculated from the value, and the calculation is performed based on the calculated distance. The control circuit 1 geometrically calculates a coordinate position.
【0037】このような超音波振動を利用した座標入力
装置にあっても、実施例1〜4の各実施例に相当する機
能を持たせることができる。たとえば、振動子駆動回路
2を駆動しない状態で信号波形検出回路9により検出す
る信号のをノイズと見なし、ノイズが検出された場合に
はペン3から発する振動のレベルを上げる。センサ6の
出力信号を直接信号波形検出回路9に入力せず、一旦A
GC(不図示)を介してから信号波形検出回路9に入力
すれば検出されるノイズレベルを下げることができる。Even in such a coordinate input device utilizing ultrasonic vibration, functions equivalent to those of the first to fourth embodiments can be provided. For example, a signal detected by the signal waveform detection circuit 9 in a state where the vibrator drive circuit 2 is not driven is regarded as noise, and when noise is detected, the level of vibration generated from the pen 3 is increased. Without directly inputting the output signal of the sensor 6 to the signal waveform detection circuit 9,
If the signal is input to the signal waveform detection circuit 9 via a GC (not shown), the detected noise level can be reduced.
【0038】また、座標指示をする場合には振動ペン3
を板8に押圧するため、ペン3の先端から発生する音圧
のレベルが低下する等の影響をうけたり、また、電源電
圧の変動により出力レベルの変動が生ずることもある
が、こういったペン3からの出力レベルの変動を補正す
ることもできる。たとえば、ペン3内にコーン5あるい
は振動子4の振動を検出するセンサを設け、その振動を
演算制御回路1に入力して入力される信号レベルの変動
に応じて、振動子駆動回路2から出力する振動子4を駆
動するための信号出力を制御する。こうすることによっ
て振動伝達板8には常に一定レベルの振動が与えられる
ことになる。When a coordinate is designated, the vibration pen 3 is used.
Is pressed against the plate 8, the sound pressure level generated from the tip of the pen 3 may be affected, or the output level may fluctuate due to fluctuations in the power supply voltage. Fluctuations in the output level from the pen 3 can also be corrected. For example, a sensor for detecting vibration of the cone 5 or the vibrator 4 is provided in the pen 3, and the vibration is input to the arithmetic and control circuit 1 and output from the vibrator drive circuit 2 in accordance with the fluctuation of the input signal level. The signal output for driving the vibrator 4 is controlled. By doing so, a constant level of vibration is always applied to the vibration transmission plate 8.
【0039】以上の様に、上記説明した座標入力装置
は、 (1)外来ノイズが発生した場合にも、消費電力の増大
を最小限に抑えたままで、信号対雑音比を大きく改善す
ることができ、精度応答性の劣化を最小限に抑えること
ができる。As described above, the coordinate input device described above can (1) greatly improve the signal-to-noise ratio while minimizing the increase in power consumption even when external noise occurs. It is possible to minimize the deterioration of the accuracy responsiveness.
【0040】(2)超音波発生用スピーカの押圧による
音圧低下や、電源電圧の変動等による出力レベルの低下
を検知し、かつ補正することができ、常に安定した座標
入力性能を得ることができる。(2) It is possible to detect and correct a drop in sound pressure due to pressing of the speaker for generating an ultrasonic wave or a drop in output level due to a change in power supply voltage, etc., thereby always obtaining stable coordinate input performance. it can.
【0041】(3)上記ペン・カーソル等とグリッド等
との間は、特に有線で結合する必要がなく、いわゆる
“コードレスデジタイザ”の性能改善に有効であるとい
う効果を得ることができる。(3) There is no need to particularly connect the pen cursor or the like to the grid or the like by a wire, and the effect of improving the performance of a so-called "cordless digitizer" can be obtained.
【0042】尚、本発明は、複数の機器から構成される
システムに適用しても、1つの機器から成る装置に適用
しても良い。また、本発明はシステム或は装置にプログ
ラムを供給することによって達成される場合にも適用で
きることは言うまでもない。The present invention may be applied to a system composed of a plurality of devices or an apparatus composed of one device. Needless to say, the present invention can be applied to a case where the present invention is achieved by supplying a program to a system or an apparatus.
【0043】[0043]
【発明の効果】以上の様に、上記説明した座標入力装置
は、精度が高く安定した座標入力を行うことができる。
特に、外来ノイズが発生した場合にも、消費電力の増大
を最小限に抑えたままで、信号対雑音比を大きく改善す
ることができ、精度応答性の劣化を最小限に抑えること
ができる。As described above, the coordinate input device described above can perform highly accurate and stable coordinate input.
In particular, even when external noise is generated, the signal-to-noise ratio can be greatly improved while minimizing the increase in power consumption, and deterioration in precision responsiveness can be minimized.
【図1】本発明の実施例1の座標入力装置の構成を示す
図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a coordinate input device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】実施例1の動作を説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating the operation of the first embodiment.
【図3】実施例2の座標入力装置の構成を示す図であ
る。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a coordinate input device according to a second embodiment.
【図4】実施例2の動作を説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating the operation of the second embodiment.
【図5】実施例3の動作を説明する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an operation of a third embodiment.
【図6】実施例4の座標入力装置の構成を示す図であ
る。FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of a coordinate input device according to a fourth embodiment.
【図7】実施例5の動作を説明する図である。FIG. 7 is a diagram illustrating the operation of the fifth embodiment.
【図8】従来の座標入力指示具の構成を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a conventional coordinate input indicator.
【図9】従来の座標入力装置において指示具により入力
された信号の検出出力例を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a detection output example of a signal input by a pointing device in a conventional coordinate input device.
【図10】従来の座標入力装置の構成例を示す図であ
る。FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration example of a conventional coordinate input device.
【図11】従来の座標入力装置の動作例を説明する図で
ある。FIG. 11 is a diagram illustrating an operation example of a conventional coordinate input device.
【図12】推定座標位置算出の説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram of calculating an estimated coordinate position.
【図13】グリッド上のS/N比と座標推定誤差との関
係を示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a relationship between an S / N ratio on a grid and a coordinate estimation error.
【図14】実施例6の超音波を用いた座標入力装置の構
成を示す図である。FIG. 14 is a diagram illustrating a configuration of a coordinate input device using ultrasonic waves according to a sixth embodiment.
1…座標指示ペンの筺体、 2…出力コイル、 3…検知コイル、 4…励振部、 5…バンドパスフィルタ、 6…D/A変換器、 7…検波器、 8…A/D変換器、 9…制御部、 10…電源、 12,13…VCO、 14…ローパスフィルタ、 15…乗算回路、 16…コイル、 17…マルチプレクサ、 18…自動利得調整機能付アンプ、 19…受信側制御部、 20…アンプ、 21…VCO3、 22…ローパスフィルタである。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Coordinate pointing pen housing, 2 ... Output coil, 3 ... Detection coil, 4 ... Exciting part, 5 ... Band pass filter, 6 ... D / A converter, 7 ... Detector, 8 ... A / D converter, 9: control unit, 10: power supply, 12, 13: VCO, 14: low-pass filter, 15: multiplication circuit, 16: coil, 17: multiplexer, 18: amplifier with automatic gain adjustment function, 19: reception side control unit, 20 ... Amplifier, 21 ... VCO3, 22 ... Low-pass filter.
Claims (3)
指示手段から出力される信号を検出して前記指示手段に
より指示された座標位置を決定する本体とを具備する座
標入力装置であって、前記指示手段は、 可変周波数の信号を発信する発信手段と、 可変周波数の信号を受信する受信手段と、 該受信手段により受信する信号の周波数を変更する手段
と、 該受信手段により受信した、前記発信手段以外の信号源
からの信号のうち最も信号レベルの低い周波数を選択す
る選択手段とを備え、 該選択手段により選択された周波数を前記発信手段の発
信周波数とすることを特徴とする座標入力装置。1. A coordinate input device comprising: a coordinate indicating means for outputting a signal; and a main body for detecting a signal output from the coordinate indicating means and determining a coordinate position specified by the indicating means. Transmitting means for transmitting a signal of a variable frequency, receiving means for receiving a signal of a variable frequency, means for changing the frequency of a signal received by the receiving means, received by the receiving means, Selecting means for selecting a frequency having the lowest signal level among signals from signal sources other than the transmitting means, wherein the frequency selected by the selecting means is used as the transmitting frequency of the transmitting means. Input device.
る受信手段と、該受信手段により受信する信号の周波数
を変更する手段と、該受信手段により受信した信号のう
ち最も信号レベルの高い周波数を選択する選択手段とを
備え、該選択手段により選択された周波数を前記受信手
段の受信周波数とすることを特徴とする請求項1記載の
座標入力装置。2. The apparatus according to claim 1, wherein the main unit includes a receiving unit that receives a signal of a variable frequency, a unit that changes a frequency of the signal received by the receiving unit, and a frequency having a highest signal level among the signals received by the receiving unit. and selecting means for selecting the coordinate input device according to claim 1, characterized in that the frequency selected by said selection means and receiving frequency of the receiving means.
る請求項1又は2記載の座標入力装置。Wherein the signal is the coordinate input device according to claim 1 or 2, wherein the is an electromagnetic wave.
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