JPH0413720Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、電磁誘導方式タブレツト用入力回路
に関し、詳しくはスタイラスペン３を電磁誘導方
式タブレツトに近接させて位置座標を入力する際
に、位置座標入力に使われる検波回路とゼロクロ
ス検出回路とを備えた入力回路に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

電磁誘導方式のタブレツト上に平行に埋設され
た複数の導体のうち少なくとも２本の導体に同時
に同一位相の走査信号を送出し、該２本の導体に
送出された走査信号によつて生じた信号をスタイ
ラスペン３によつて検出し、この検出された信号
が或一定値を越えたことが判別されてスタイラス
ペン３がタブレツト面に近づいたことが判断さ
れ、この判断信号が制御装置に入力され、次にこ
のスタイラスペン３によつて検出された信号の極
性が反転されたことが判別されるとともに、この
極性が反転した前後における信号レベルを検出
し、これに前記極性の反転が判別された位置と該
信号レベルとからスタイラスペン３がポイントし
た位置を演算して検出するように意図されたもの
である。

第４図に従来例を表す原理的全体構成図を示
し、この図面に基づいて更に具体的に説明する。
図中１はスイツチング回路、２はタブレツト（図
示せず）の入力平面に平行し埋設された導体、３
は導体２に高周波電流が流れることによつて生じ
たアンペールの法則に従う磁界を電気信号の形で
検出するスタイラスペン、４は増幅回路でスタイ
ラスペン３からの電気信号を増幅するためのもの
である。５はスタイラスペン３によつて検出増幅
された信号の極性が反転したことを判別する極性
判別回路、５′は極性判別回路の一部であるゼロ
クロス検出回路、６−１，６−２はサンプル／ホ
ールド回路、７はＡ／Ｄ変換器、８は導体２に高
周波電流を供給する発振器、９はドライバ、１０
は検波回路、１１は加算器、１２は制御装置を示
す。第４図において座標入力装置は、第一にスタ
イラスペン３の位置がタブレツトに近づいている
かを検出する。第二にスタイラスペン３の位置が
いずれの導体２の近傍にあるかという大まかな検
出を行う。第三に第二の大まかな検出によつて選
び出された導体２とスタイラスペン３を挾むよう
に相隣接する導体２との間のいずれの位置にある
かという高精度の検出を行う。以上詳述する。第
一のスタイラスペンがタブレツトに近づいている
かの説明をする。制御装置１２からスイツチング
回路１に所望のデータが送られる。この送られた
データに基づいてスイツチング回路１は導体２の
ＡとＢ，ＢとＣ，ＣとＤ，ＤとＥ…の如く相隣接
する２本の導体に同一の電流で走査するように発
振器８及びドライバ９によつて発生させた高周波
電流を、順次切り換える。この２本の導体２によ
つて発生されたアンペールの法則に従う磁界は、
スタイラスペン３によつてスタイラスペン３中の
コイルを磁力線が切るために電気信号の形で検出
され該電気信号は増幅回路４によつて増幅され
る。増幅された電気信号は、検波回路１０に入力
されサンプルボールド回路６−１，６−２加算器
１１Ａ／Ｄ変換器７を経て、制御装置１２に入力
される。この時所定の値より大きな値が入力され
ると、制御装置１２はスタイラスペン３がタブレ
ツトに近づいたと判断し次のステツプに移る。第
二の大まかな位置の検出について説明する。スタ
イラスペン３によつて検出され増幅回路によつて
増幅された前記信号は、極性判別回路５の中のゼ
ロクロス検出回路５′に入力され、極性判別回路
の中で発振器８からの信号と位相比較される。導
体２に高周波電流を走査する時の電流の走査位置
がスタイラスペン３の位置を横切る時、アンペー
ルの法則に従つて磁界の方向が変わるのでそれに
よりスタイラスペン３に発生する電流の方向も変
わり、いずれの走査位置に対応して極性が反転し
たか否かが判別される。この走査をＸ方向、Ｙ方
向について行い極性の反転したＸ座標、Ｙ座標の
大まかな値を検出し、この値を制御装置１２に入
力する。これによりスタイラスペン３の大まかな
位置が検出されたこととなる。第三に高精度にタ
ブレツト上のスタイラスペン３の押圧位置を検出
する方法について説明する。スタイラスペン３に
よつて検出された信号の極性が反転したという極
性判別回路５からの極性判別信号を受けた制御装
置１２は、その検出された信号を保持させるため
にホールドパルスを第一のサンプル／ホールド回
路６−１に入力するとともに、前記信号が増幅回
路４および検波回路１０を介して増幅検波された
信号V₂が該サンプル／ホールド回路６−１によ
つて保持されて記憶される。次に制御装置１２は
導体２への高周波電流を制御するスイツチング回
路１に信号を出力して１ステツプ前の導体２に高
周波電流を出力していた状態に戻し、そしてこの
時ホールドパルスを第二のサンプル／ホールド回
路６−２に出力する。この時スタイラスペン３で
検出される信号が増幅回路４及び検波回路１０を
介して増幅検波されて、信号V₁として該サンプ
ル／ホールド回路６−２に保持され記憶される。
このようにして第二、第一のサンプル／ホールド
回路６−２，６−１に記憶された信号V₁及び信
号V₂を加算器１１に出力して演算し和信号（V₁
＋V₂）を算出する。そしてこの和信号（V₁＋
V₂）がＡ／Ｄ変換器７の基準入力電圧端子V_REF
に入力されると共に、入力端子V_INに信号V₁，V₂
のいずれか例えば信号V₁を供給する。Ａ／Ｄ変
換器７の出力信号をV₀とするとV₀＝V_IN／V_REFと
なるので下式１の値が算出される。

Xi＝V₁／V₁＋V₂ ……(1) このように式(1)の分母の値及び分子の値をＡ／
Ｄ変換器７の基準電圧入力端子V_REF及び入力端子
V_INに夫々入力することによつて、高価な除算回
路を用いることなく、式(1)の値を算出することが
できる。また分母の和信号（V₁＋V₂）の値で信
号V₁の値を割り算しているため、たとえば信号
V₁がノイズ等により変動しても、常に安定に入
力座標Xiを算出することが可能となる。この算
出された入力座標Xiは制御装置１２に入力され
る。同様に入力座標Yiが算出され、制御装置１
２に入力される。そしてこの入力座標値（Xi，
Yi）に基づいてタブレツトの入力平面上のスタ
イラスペン３の存在する位置座標（Ｘ，Ｙ）を算
出して出力する。以上が座標入力装置の全体とし
ての構成である。詳細な回路で従来例を説明する
と、第３図に示すようにスタイラスペン３からの
信号が増幅回路４を構成する増幅器U₇により増
幅され、この増幅された信号が検波回路１０と極
性判別回路５の一部を構成するゼロクロス検出回
路５′へ入力される。この入力部には比較器U₃，
U₄の入力保護抵抗R₉，R₁₅が配置されている。検
波回路１０へ入力された信号は、該検波回路１０
を構成する比較器U₃を介して該比較器U₃のプラ
ス入力端子の電位即ち点Z′の電位と比較され、点
Z′の電位より比較器U₃のマイナス入力端子の電
位が低ければ比較器U₃の出力電圧は＋Vccとな
りトランジスタTr４はONとなり、点Z′の電位よ
り比較器U₃のマイナス入力端子の電位が高けれ
ば比較器U₃の出力電圧は0Voltとなり、トランジ
スタTr４はOFFとなる。トランジスタTr４が
ONの時は、＋Vccからの電流が充放電電流制限用
抵抗R₁₁を介して一端が接地された充電用コンデ
ンサC₂に充電され、増幅回路２５を構成する増
幅器U₅のプラス入力端子への入力電圧をその最
大値に保持する。第４図に示すように該入力電圧
は、増幅器U₅によつて増幅され、その出力信号
が検波出力端子２８からサンプル／ホールド回路
６−１，６−２へ送られる。なお第３図において
抵抗R₁₀は比較器U₃の動作を安定にするために用
いられ、又抵抗R₁₃，R₁₄によつて増幅器U₅の増
幅度が１＋^R14 _R15と定められ、抵抗R₁₂はトランジス
タTr６の入力保護用、トランジスタTr６はコン
デンサC₂に充電された電荷の放電用、即ち検波
回路１０のリセツト用スイツチング素子である。
そしてこのトランジスタTr６は入力端子２６か
らのコントロール信号によつて制御される。一方
ゼロクロス検出回路５′に入力された信号は、ゼ
ロクロス検出回路５′を構成する比較器U₄によつ
て該比較器U₄のプラス入力端子に印加されてい
る接地電位（0Volt）と比較される。そして増幅
回路４からの出力信号が0Voltより小さい時、ト
ランジスタTr５がOFFであるためにゼロクロス
出力端子２９には電源端子２７からの電圧＋Vcc
が出力され、また増幅回路４からの出力信号が
0Voltより大きい時比較器U₄からの出力によつて
トランジスタTr５がONされるために、ゼロクロ
ス出力端子２９には0Voltが出力される。このた
めゼロクロス出力端子２９には、比較器U₄への
入力電圧に応じた矩形波の出力を生ずる。なお上
記のタイミングチヤートが第６図に示してあり、
ａは増幅回路４からの出力信号、ｂは検波回路１
０を構成する充放電制御用のトランジスタTr６
を制御するコントロール入力端子２６への制御装
置１２からの入力信号、ｃは検波回路１０の検波
出力端子２８の出力信号、ｄはゼロクロス検出回
路５′のゼロクロス出力端子２９の出力信号であ
る。そして波形ｂの如くコントロール入力端子２
６への入力信号が0Voltの時波形ｃの検波出力信
号に入力信号の最大値がホールドされるようにな
つている。又、ゼロクロス検出回路５′からの出
力信号即ちゼロクロス出力は入力信号がマイナス
からプラスへ0Voltを横切る時＋Vccとなり、入
力信号がプラスからマイナスへ0Voltを横切る時
0Voltとなるような矩形波を出力する。

〔考案が解決しようとする問題点〕

上記従来例においては、検波回路１０とゼロク
ロス検出回路５′が、スタイラスペン３から増幅
回路４迄は共有しているものの、独立して設けら
れているため、ゼロクロス検出回路５′が常に動
作しており、検波回路も独立に常に動作している
のでゼロクロス検出回路５′側から検波回路１０
側にパルス状のノイズを誘導することがあつた。
このノイズを検波回路１０が入力して、該検波回
路１０につながつているサンプル／ホールド回路
６−１，６−２にてホールドしてしまい、誤差の
原因となつていた。又、比較器をU₃，U₄と２ケ
使用するのでコストが高く、同時に消費電流が大
きく、基板面積も広く必要だつた。

〔問題を解決するための手段〕

第１図に示すように、スタイラスペン３よりの
入力信号が増幅回路４に入力され、該増幅回路４
の増幅出力が比較器回路２１に入力され該比較器
回路２１からの出力信号がスイツチング回路２２
をON，OFFさせ、比較器回路２１は充放電回路
２３へとつながり比較する電圧を検出しており、
コントロール入力部＋ゼロクロス出力部２４へは
制御装置１２からのコントロール入力が入り、該
コントロール入力部＋ゼロクロス出力部２４から
は前記スイツチング回路２２を経て前記充放電回
路２３へ充電可能に接続され、コントロール入力
部＋ゼロクロス出力部２４から直接、充放電回路
２３へ前記制御装置１２からのコントロール入力
がつながつており、前記充放電回路２３からの出
力は増幅回路２５を経て増幅され検波出力として
出力されるような回路であつて、前記制御装置１
２からのコントロール入力によつて１個の比較器
回路２１を使い分けして検波回路となつたり、ゼ
ロクロス検出回路となることを利用し、ゼロクロ
ス検出回路動作時のノイズが検波回路へ誘導され
ないようにする。

〔作用〕

上記の技術的手段は次のように作用する。１個
の比較器U₁を構成の一部とする比較器回路２１
を使い分けして、検波回路としての動作とゼロク
ロス検出回路としての動作を制御回路１２からの
コントロール入力により切り換えて行うことによ
り、検波回路としての動作をしている時はゼロク
ロス検出回路としての動作が停止するためゼロク
ロス検出回路としての動作の際に発生するパルス
状の誘導ノイズが検波回路としての動作に影響す
るのを防ぎ、同時に比較器を２ケから１ケに減ら
すことができてコストダウンになり、同時に回路
の消費電流を少なくできかつ基板面積を削減する
ことができる。

〔実施例〕

初めに検波回路としての動作を説明すると、 第１図に示す如く、コントロール入力部＋ゼロ
クロス出力部２４の中のコントロール入力２６へ
は制御回路１２から制御信号が入力され、該信号
はコントロール入力部＋ゼロクロス出力部２４中
のトランジスタTr２の入力保護抵抗R₅を経てト
ランジスタTr２のペースへ入力する。コントロ
ール入力２６へ0Voltの制御信号が入力された時
トランジスタTr２のべース電位が0Voltになるの
で、電源電圧＋VccからトランジスタTr２のコ
レクターエミツタ間に電流が流れ、コントロール
入力部＋ゼロクロス出力部２４中の負荷抵抗R₃
をシヨートするので負荷抵抗R₃には電源電圧＋
Vccからの電流は流れない。一方スタイラスペン
３からの入力電圧は増幅器U₆からなる増幅回路
４を経て増幅され入力保護用抵抗R₁を経て、比
較器回路２１中の比較器U₁のマイナス入力へ入
力され、比較器U₁のプラス入力即ち第１図充放
電回路２３中のＺ点の電位と比較される。即ち比
較器U₁のプラス入力の電位より比較器U₁のマイ
ナス入力の電位が高ければ、比較器U₁の出力は
0Voltとなり、逆に比較器U₁のプラス入力の電位
より比較器U₁のマイナス入力の電位が低ければ、
比較器U₁の出力が＋Vccになる比較器の働らき
によりスイツチング回路２２のトランジスタTr
１のベースへ出力され、その出力に応じてトラン
ジスタTr１をON，OFFすることになる。この
時比較器回路中の負電源−Vcc及び高抵抗である
抵抗R₂は比較器の安定化用である。コントロー
ル入力２６へ0Voltの制御信号が入力され、かつ
比較器U₁の出力が＋Vccの時トランジスタTr１，
Tr２がONとなり、電源電圧＋Vccからトランジ
スタTr２を通つた電流はトランジスタTr１を通
つて充放電回路２３中の充放電電流制限用抵抗
R₄を経て、充放電回路２３中の充電用コンデン
サC₁へ充電される。該電流は充電されるのみで
放電されないため充放電回路２３中のＸ点の電位
は、比較器回路２１中の比較器U₁のマイナス入
力端子へ入力する電圧の最高電位を保ち続け、そ
の電位は抵抗R₇，R₈によつて決まる増幅度即ち
１＋R₈／R₇をもつて増幅回路２５中の増幅器U₂
により増幅され、増幅器U₂の出力は増幅回路２
５の検波出力２８として出力される。次にゼロク
ロス検出回路としての動作を説明すると、図１に
示すように制御回路１２からコントロール入力部
＋ゼロクロス出力部２４のコントロール入力へ＋
Vccの電位の制御信号が入力すると、コントロー
ル入力部＋ゼロクロス出力部２４中のトランジス
タTr２のベース電位が＋Vccになるのでトラン
ジスタTr２のコレクターエミツタ間に電流は流
れない。一方この時コントロール入力２６から充
放電回路２３中のトランジスタTr３の保護抵抗
R₆を経てトランジスタTr３のベースへ達する電
位も、＋VccになるのでトランジスタTr３のコレ
クターエミツタ間は導通状態になる。従つて充放
電回路２３中の充電用コンデンサC₁に充電され
ていた電荷は、充放電回路２３中のリセツト用ダ
イオードD₁を経てトランジスタTr３を経てアー
スに流れるので、前記検波回路としての動作はス
トツプする。又、充放電回路２３中のＺ点の電位
が0Voltとなるので、比較器回路２１中の比較器
U₁のマイナス入力端子に入力した信号は、比較
器U₁のプラス入力端子が0Voltとなるためそれと
比較して出力される。即ち、比較器U₁のマイナ
ス入力端子への入力がプラスの時、比較器U₁の
出力は0Voltになり、比較器U₁のマイナス入力端
子への入力がマイナスの時比較器U₁の出力は＋
Vccとなる。比較器回路２１中の比較器U₁の出
力が、＋Vccの場合にはスイツチング回路２２の
トランジスタTr１のコレクターエミツタ間に電
源電圧＋Vccからの電流が負荷抵抗R₃を経て接地
電位へ流れるため、コントロール入力部＋ゼロク
ロス出力部２４中のＹ点の電位は負荷抵抗R₃に
より０電位になる。比較器回路２１中の比較器
U₁の出力が0Voltの時、スイツチング回路２２の
トランジスタTr１のコレクターエミツタ間には
電流が流れず、従つてコントロール入力部＋ゼロ
クロス出力部２４中のＹ点の電位は＋Vcc迄上が
る。従つて該Ｙ点の電位はゼロクロス出力２７と
なりゼロクロス検出回路としての動作をしたこと
となり、極性判別回路５へつながつている。第２
図中検波回路＋ゼロクロス検出回路１３は第１図
の比較器回路２１、コントロール入力部＋ゼロク
ロス出力部２４、スイツチング回路２２、充放電
回路２３、増幅回路２５の全体を示す。なお上記
検波回路としての動作とゼロクロス検出回路とし
ての動作を第５図タイミングチヤートに示してあ
り、ａは増幅回路４からの出力信号ｂはコントロ
ール部＋ゼロクロス出力部２４のコントロール入
力２６への制御装置１２からの入力信号ｃは、増
幅回路２５を構成する増幅器U₂の出力端子から
の出力信号で検波出力２８となる波形ｄはコント
ロール入力部＋ゼロクロス出力部２４のゼロクロ
ス出力２７端子からの出力である。波形ｂ，ｃ，
ｄから分かるようにコントロール入力２６が
0Voltの時波形ｃのように検波回路としての動作
が行われ、その時ゼロクロス出力の波形ｄはゼロ
クロス検出回路としての動作を停止している。

〔考案の効果〕

スタイラスペン３よりの入力信号が増幅回路４
に入力され、該増幅回路４の増幅出力が比較器回
路２１に入力され該比較器回路２１からの出力信
号がスイツチング回路２２をON，OFFさせ、比
較器回路２１は充放電回路２３へとつながり比較
する電圧を検出しており、コントロール入力部＋
ゼロクロス出力部２４へは制御装置１２からのコ
ントロール入力が入り、該コントロール入力部＋
ゼロクロス出力部２４からは前記スイツチング回
路２２を経て前記充放電回路２３へ充電可能に接
続され、コントロール入力部＋ゼロクロス出力部
２４から直接、充放電回路２３へ前記制御装置１
２からのコントロール入力がつながつており、前
記充放電回路２３からの出力は増幅回路２５を経
て増幅され検波出力として出力されるような回路
であつて、前記制御装置１２からのコントロール
入力によつて１個の比較器回路２１を使い分けし
て検波回路となつたり、ゼロクロス検出回路とし
たので、ゼロクロス検出回路としての動作と検波
回路としての動作が同時に起こらないため、ゼロ
クロス検出回路からのノイズを検波回路に誘導す
ることがない。従つてゼロクロス検出回路からの
ノイズを取り除きかつ比較器を２個から１個に減
らしてコストダウンをはかり、又消費電流を小さ
くし基板面積も小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による電磁誘導方式タブレツト
の入力回路、第２図は本考案による回路構成のブ
ロツクダイアグラム、第３図は従来例の電磁誘導
方式タブレツトの入力回路、第４図は従来例の回
路構成のブロツクダイアグラム、第５図は本考案
のタイミングチヤート、第６図は従来例のタイミ
ングチヤート。 U₁……比較器、U₂，U₆……増幅器、R₁，R₅，
R₆……入力保護用抵抗、R₂……比較器の動作安
定用高抵抗、R₃……負荷抵抗、R₄……充放電電
流制限用抵抗、R₇，R₈……増幅度を決める抵抗、
＋Vcc，−Vcc……供給電源、C₁……充電用コン
デンサ、Tr１，Tr２，Tr３……スイツチングト
ランジスタ、D₁……リセツト用ダイオード、３
……スタイラスペン、４，２５……増幅回路、２
１……比較器回路、２２……スイツチング回路、
２４……コントロール入力部＋ゼロクロス出力
部、２３……充放電回路、１２……制御装置。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. スタイラスペン３よりの入力信号が増幅回路４
   に入力され、該増幅回路４の増幅出力が比較器回
   路２１に入力され、該比較器回路２１からの出力
   信号がスイツチング回路２２をON，OFFさせ、
   比較器回路２１は充放電回路２３へとつながり比
   較する電圧を検出しており、コントロール入力部
   ＋ゼロクロス出力部２４へは制御装置１２からの
   コントロール入力が入り、該コントロール入力部
   ＋ゼロクロス出力部２４は前記スイツチング回路
   ２２を経て前記充放電回路２３へ充電可能に接続
   され、コントロール入力部＋ゼロクロス出力部２
   ４から直接、充放電回路２３へ前記制御装置１２
   からのコントロール入力がつながつており、前記
   充放電回路２３からの出力は増幅回路２５を経て
   増幅され検波出力として出力される回路であつ
   て、前記制御装置１２からのコントロール入力に
   よつて１個の比較器回路２１を使い分けすること
   により検波回路となつたり、ゼロクロス検出回路
   となることを特徴とする電磁誘導方式タブレツト
   の入力回路。