JPH0443292B2

JPH0443292B2 -

Info

Publication number: JPH0443292B2
Application number: JP59228441A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Taguchi; Tsugunari Yamanami
Original assignee: Wakomu KK
Current assignee: Wakomu KK
Priority date: 1984-10-30
Filing date: 1984-10-30
Publication date: 1992-07-16
Also published as: JPS61107424A

Description

【発明の詳細な説明】（技術分野）本発明はタブレツトで入力した手書き文字や図
形を離れた位置にあるデイスプレイ上に表示し得
る座標入出力装置に関するものである。

（従来技術と問題点）従来から、手書き文字や図形を入力するタブレ
ツトと、前記文字等の筆跡をそのまま、又はその
筆跡を修正した文字を表示するデイスプレイとを
組合せてなる座標入出力装置が広く提供されるに
及んでいる。また、かかる座標入出力装置はワー
ドプロセツサの一部に用いられ、タブレツト上に
手書きした文字などが正しく認識されて入力され
たことを、デイスプレイ上において確認でき、文
字、図形の訂正、挿入等の編集も自由に行えるよ
うになつている。

しかしながら、かかる従来の座標入出力装置に
あつては、タブレツトとスタイラスペンとを継ぐ
コードが、タブレツトに対する文字、図形等の入
力操作の邪魔になる他、タブレツトとデイスプレ
イとが制御装置ゃ処理装置を介して、複数のコー
ドにより連繋される構成となつていたため、タブ
レツト及びデイスプレイを離隔して設置利用する
場合には、長大なコードやコネクタを要し、その
コード等が床上に這つて歩行の邪魔になるという
問題点があつた。

（発明の目的）本発明は前記従来の問題点を除去したものであ
り、タブレツト上の位置指定や命令内容等をコー
ドレスの位置指定用磁気発生器によつて行えるよ
うにするとともに、タブレツト上に指定した位置
や命令内容等を無線信号により離隔した位置にあ
るデイスプレイ上に表示できるようにした座標入
出力装置を提供することを目的とするものであ
る。以下、図面について詳細に説明する。

（実施例）第１図は本発明の一実施例の概要を示すブロツ
ク構成図である。同図において、１００は座標を
入力するためのタブレツト、２００は座標の指定
を行なう位置指定用磁気発生器（以下、単に磁気
ペンと称す。）、３００はデイスプレイ、４００は
所定周期の交番電流、例えば正弦波交流電流を発
生する駆動電流源、５００は磁気ペン２００で指
定したタブレツト１００上の座標値を検出する位
置検出回路、６００はデイスプレイ３００を駆動
する表示制御回路、７００は処理装置、８００は
データ信号を無線信号に変調し送信する送信回
路、９００は前記無線信号を受信しこれをデータ
信号に復調する受信回路である。前記駆動電流源
４００、位置検出回路５００、処理装置７００及
び送信回路８００は、第２図に示すように、タブ
レツト１００下部のケース１０に一体的に収納さ
れ、これらは入力装置Ａを構成する（なお、これ
らのうち、タブレツト１００、磁気ペン２００、
駆動電流源４００及び位置検出回路５００は、座
標入力装置を構成する。）。また、前記表示制御回
路６００及び受信回路９００はデイスプレイ３０
０下部のケース２０に一体的に収納され、これら
は出力（表示）装置Ｂを構成する（なお、これら
のうち、デイスプレイ３００及び表示制御回路６
００は、表示装置を構成する。）。

第３図はタブレツト１００の主要構成を示す一
部切欠分解斜視図、第４図はその要部断面図であ
る。

同図において、１１０はＸ方向位置検出部であ
り、平板状の磁性体１１１と励磁線１１２ａ〜１
１２ｉと検出線１１３ａ〜１１３ｈと絶縁シート
１１４，１１５とからなつている。磁性体１１１
は絶縁シート１１４，１１５間に挾まれている。
また、磁性体１１１としては磁石を接近させても
磁化され難く、即ち保持力が小さく且つ透磁率
（μ）の高い材料、例えばアモルフアス合金、パ
ーマロイ合金等が好ましい。アモルフアス合金と
しては、例えばFe₇₉B₁₆Si₅（原子％）（保持力
0.2Oe、透磁率（μ）＝14000）等が使用できる。
また、磁性体１１１は平板（シート）状である
が、アモルフアス合金は製造上、厚さが20〜
25μmの薄いものを作れるので、これをそのまま
適用してもよい。また、長尺の磁性体、例えば断
面長方形の薄帯状か断面円形の綿状のアモルフア
ス合金を多数互いに平行かつ密接させてシート状
となしたものを用いることもできる。なお、この
場合は各磁性体の長手方向と位置検出方向（ここ
ではＸ方向）とが一致するよう配置した方が良い
結果が得られる。

各励磁線１１２ａ〜１１２ｉは、絶縁シート１
１４の上面に配設された部分（以下，上半部と称
す。）と絶縁シート１１５の下面に配設された部
分（以下、下半部と称す。）とが、それらの一端
でそれぞれ連続してなつており、励磁線１１２
ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄ，１１２ｅ，
１１２ｆ，１１２ｇ，１１２ｈの下半部の他端
と、励磁線１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄ，１１
２ｅ，１１２ｆ，１１２ｇ，１１２ｈ，１１２ｉ
の上半部の他端とがそれぞれ接続され、即ち励磁
線１１２ａ〜１１２ｉは直列に接続され、励磁線
１１２ａの上半部の他端と励磁線１１２ｉの下半
部の他端は駆動電流源４００に接続される。ま
た、各励磁線１１２ａ〜１１２ｉはＸ方向と直交
する方向、即ちＹ方向に沿つて所定間隔をおいて
互いに平行に配置されている。

各検出線１１３ａ〜１１３ｈは、絶縁シート１
１４の上面に配設された部分（以下、上半部と称
す。）と絶縁シート１１５の下面に配設された部
分（以下、下半部と称す。）とが、それらの一端
でそれぞれ連続してなつており、検出線１１３ａ
〜１１３ｈの上半部の他端はそれぞれ信号選択手
段、例えば周知のマルチプレクサ１３０に接続さ
れ、検出線１１３ａ〜１１３ｈの下半部の他端は
共通に接地される。また、各検出線１１３ａ〜１
１３ｈはそれぞれ励磁線１１２ａ〜１１２ｉのそ
れぞれの間に互いに平行に配置されている。

１２０はＹ方向位置検出部であり、平板状の磁
性体１２１と励磁線１２２ａ〜１２２ｉと検出線
１２３ａ〜１２３ｈと絶縁シート１２４，１２５
とからなつており、その細部の構造はＸ方向位置
検出部１１０と同様である。各励磁線１２２ａ〜
１２２ｉは駆動電流源４００に接続され、各検出
線１２３ａ〜１２３ｈの各一端はマルチプレクサ
１４０に接続され、その他端は共通に接地され
る。

前記Ｙ方向位置検出部１２０は非磁性の金属ケ
ース１５０の内部底面に絶縁シート１６０を介し
て取付けられ、またＸ方向位置検出部１１０は前
記Ｙ方向位置検出部１２０の上に絶縁シート１６
１を介して、励磁線及び検出線が互いに直交する
如くできるだけ近接して重ね合わされ、必要に応
じて接着剤等で固定される。また、マルチプレク
サ１３０，１４０も金属ケース１５０内部に装
着・固定さりる。さらにまた、金属ケース１５０
の上部には非磁性の金属よりなる蓋１５１が被せ
られる。

第５図は駆動電流源４００の具体的構成を示す
回路図である。同図において、４０１はフアンク
シヨンジエネレータ、例えばインターシル製
IC.8038であり、コンデンサＣと抵抗Ｒの値で定
まる所定の周波数の正弦波信号を出力する。ま
た、４０２はパワードライバであり、オペアンプ
と電流増幅器とからなつており、前記正弦波信号
を電流増幅して励磁線１１２ａ〜１１２ｉ及び１
２２ａ〜１２２ｉへ常時送出する。

第６図は磁気ペン２００の構造を示す断面図、
第７図はその電気回路図である。同図において、
２０１は合成樹脂等からなるペン状の容器であ
り、その一端には先端先細状の棒磁石２０２が軸
方向に衝動自在に収容されている。また、２０３
は操作スイツチで、棒磁石２０２の他端に対向し
て取付けられている。また、２０４は超音波信号
の送信機、２０５は超音波の送波器で、電池２０
６とともに容器２０１内の適所に収納されてい
る。前記容器２０１を保持しゴムカバー２０７を
取付けた棒磁石２０２の先端を入力面に押し当て
れば、該棒磁石２０２がスライドしてスイツチ２
０３がオンし、これによつて、送信機２０４内の
発振回路２０４ａ及び増幅器２０４ｂが動作し、
送波器２０５より測定開始を示す信号、例えば所
定周波数の連続パルス信号を超音波信号に変えて
発振する。

デイスプレイ３００としては、例えば交差させ
た複数の水平電極及び垂直電極に液晶媒体を介在
した周知のマトリクス型液晶表示パネルが用いら
れる。

第８図は本発明装置の要部を示すブロツク図で
ある。以下、各回路ブロツクの説明とともに装置
の動作について詳述する。

当初、タブレツト１００の各検出線１１３ａ〜
１１３ｈ及び１２３ａ〜１２３ｈには前記励磁線
１１２ａから１１２ｉ及び１２２ａ〜１２２ｉを
流れる交番電流に基づく電磁誘導によりほぼ等し
い誘導電圧が発生している。この電磁誘導は磁性
体１１１及び１２１を介して行なわれるため、磁
性体１１１及び１２１の透磁率が大きい程、前記
誘導電圧の電圧値は大きくなる。ところで、磁性
体１１１及び１２１の透磁率は外部から加わる磁
気バイアスによつて大きく変化する。その変化の
ようすは磁性体の組成、前記交流電流の周波数、
あるいは磁性体に熱処理を加えること等によつて
異なり、第９図に示すようにある磁気バイアスを
加えた時に最大となるように設定することができ
る。従つて、この場合、磁性体１１１及び１２１
に磁気バイアスを加えると、励磁線１１２ａ〜１
１２ｉ，１２２ａ〜１２２ｉから検出線１１３ａ
〜１１３ｈ，１２３ａ〜１２３ｈへ誘起する電圧
も大きくなる。

今、第２図において、磁気ペン２００の棒磁石
２０２の先端を、検出線１１３ａからＸ方向の距
離X_s及び検出線１２３ａからＹ方向の距離y_sだ
け隔てた位置Ａ上の入力面（ここでは蓋１５１の
上面）に押し当て、透磁率が大きくなる程度の磁
気バイアスを磁性体１１１及び１２１に加えてい
るものとする。

この時、Ｘ方向の検出線１１３ａ〜１１３ｈに
は第１０図に示すような誘導電圧V₁〜V₈が発生
する。第１０図において、横軸は検出線１１３ａ
〜１１３ｈの位置をそれぞれX₁〜X₈とするＸ方
向の座標位置を示し、縦軸は電圧値を示している
が、前記各電圧V₁〜V₈は位置Ａ直下で最大値
（極大値）となる。

一方、前記磁気ペン２００の棒磁石２０２の先
端が入力面に押し当てられているため、スイツチ
２０３がオンとなり、送波器２０５より測定開始
を示す超音波信号が発振される。該超音波信号は
受波器５０１で受波され、さらに受信機５０２で
増幅・波形整形されて入力バツフア５０３に送出
される。演算処理回路５０４は入力バツフア５０
３より前記測定開始信号を読取り測定開始を認識
すると、出力バツフア５０５を介して切換回路５
０６及びマルチプレクサ１３０へ制御信号を送
り、Ｘ方向の検出線１１３ａ〜１１３ｈの誘導電
圧を増幅器５０７へ順次入力する。前記各誘導電
圧は増幅器５０７で増幅され検波器５０８で整流
されて直流電圧に変換され、さらに、アナログ−
デイジタル（Ａ／Ｄ）変換器５０９にてデイジタ
ル値に変換され、入力バツフア５０３を介して演
算処理回路５０４に送出される。演算処理回路５
０４では前記各誘導電圧（デイジタル値）をメモ
リ５１０に一時記憶し、これらより位置ＡのＸ方
向の座標値x_sを求める。

座標値x_sを求める算出方法は種々考えられる
が、その一つとして、第１０における極大値付近
の波形を適当な函数で近似し、その函数の極大値
の座標を求める方法がある。ここで例えば、各検
出線１１３ａ〜１１３ｈの間隔をΔxとし、第１
０図において座標x₃から座標x₅までを２次函数
（図中、実線で示す）で近似すると、次のように
なる。まず、各検出線の電圧と座標値より下記の
式が成立つ。

V₃＝ａ（x₃−x_s）²＋ｂ ……(1) V₄＝ａ（x₄−x_s）²＋ｂ ……(2) V₅＝ａ（x₅−x_s）²＋ｂ ……(3) ここで、ａ，ｂは定数（ａ＜ｏ）である。ま
た、 x₄−x₃＝Δx ……(4) x₅−x₃＝2Δx ……(5) である。(4)，(5)式を(2)，(3)式に代入して整理する
と、 x_s＝x₃＋（Δx／２）（3V₃−4V₄ ＋V₅）／（V₃−2V₄＋V₅） ……(6) となる。従つて、前記(6)式に電圧V₃，V₄，V₅と
検出線１１３ｃの座標値x₃（既知）を代入し演算
することにより座標値x₃を求めることができる。

演算処理回路５０４は、まず前記各誘導電圧の
中よりピーク値付近の電圧値を検出しこれを取出
す。この検出方法としては、例えば各誘導電圧の
大小を順次比較し、ある電圧、仮りにV_k直前の
電圧V_k-1より大きく、かつ次の電圧V_k+1よりも
大きい時（V_k-1＜V_k＞V_k+1）に電圧V_kをピーク
電圧に最も近い電圧として検出することができ
る。而して、前記電圧V_k-1，V_k，V_k+1とこれら
に対応する検出線の座標値（既知）より前記(6)式
の演算処理を行ない、座標値x_sを得る。このよう
にして得られたＸ方向の座標値x_sは処理装置７０
０に送出され一時記憶される。

ついで、演算処理回路５０４は出力バツフア５
０５を介して切換回路５０６及びマルチプレクサ
１４０に制御信号を送り、Ｙ方向の検出線１２３
ａ〜１２３ｈの誘導電圧を順次入力し、前述と同
様の処理によつてＹ方向の座標値y_sを求め、これ
を処理装置７００に送出する。以下、これを繰返
し、次々に支持される位置データを得ることがで
きる。

一方、処理装置７００に記憶されたＸ方向デー
タ及びＹ方向データからなる位置データは、送信
回路８００に送出される。送信回路８００におい
て、前記位置データは増幅器８０１を介して混合
器８０２に入力され、ここで発振器８０３からの
高周波の搬送波信号と混合して、送信周波数信号
に変換され、これが高周波出力回路８０４を通し
て空中線８０５に出力される。

空中線８０５は位置データの高周波信号を放射
し、これが受信回路９００の空中線９０１に受信
される。この受信信号は高周波増幅器９０２で増
幅され、局部発振器９０３からの信号とともに混
合器９０４に入力されて中間周波数信号が取出さ
れ、これを増幅及び振幅制限した後、復調器９０
５で復調して、位置データの低周波信号を取出
し、これが低周波出力回路９０６を通じて表示制
御回路６００に入力される。

該位置データは制御回路６０１を介してデイス
ブレイメモリ６０２に送出され、一定の順序に従
つて並べられて記憶されると共に、制御回路６０
１からのタイミングパルスにより順次読み出され
てＸ方向ドライバ６０３、Ｙ方向ドライバ６０４
に出力される。またこれらのＸ方向ドライバ６０
３、Ｙ方向ドライバ６０４には、制御回路６０１
のタイミングパルスに同期して走査回路６０５が
発生するスキヤニングパルスが入力され、各ドラ
イバ６０３，６０４はデイスプレイ３００の前記
Ｘ方向及びＹ方向の位置データに対応する電極を
駆動し、タブレツト１００上に指示した位置をデ
イスプレイ３００に表示する。従つて、タブレツ
ト１００上に磁気ペン２００で書いた文字や図形
の筆跡がデイスプレイ３００上に光表示によつ
て、同一筆跡にて表示される。またこの時、処理
装置７００に文字編集、図形処理機能を付加すれ
ば、タブレツト１００に入力した文字や図形を修
正したり、追加、削除することが可能となる。

第１１図は磁気ペン２００による位置指定のよ
うすを示すものである。棒磁石２０２の先端から
発せられる磁界は、同図に示すように該棒磁石２
０２の中心線の延長上の一点γから発する如く近
似される。従つて磁性体１１１及び１２１より前
記点γまでの距離に相当する位置に入力面の上面
を形成し、ゴムカバー２０７の先端が点γに位置
するよう磁気ペン２００を形成すれば、棒磁石２
０２が磁性体１１１及び１２１に対して傾いても
（但し、図示例では二点鎖線で示す磁性体１１１
を基準として棒磁石２０２が傾いた状態にあるこ
とを示している。）磁性体の同一位置に対する磁
界の方向は変わらず、その検出位置も変わらず、
従つて、棒磁石２０２の傾きに影響されず位置指
定が可能となる。なお、実験では傾きが±30°以
内で、誤差±0.5mm以下を達成している（入力面
の高さ12mm）。

このように前記実施例によれば、タブレツト１
００上に指定した位置データ、即ち文字や図形を
デイスプレイ３００上の同一部位に表示できると
ともに、その文字等の指定及び表示を互いに離れ
た位置にあるタブレツト１００及びデイスプレイ
３００とで無線にて行うことができ、その間のコ
ードやコネクタを廃止でき、それぞれ任意の位置
に設置することができる。また、磁気ペン２００
にはコードが接続されないため、文字や図形の入
力操作が極めて容易となる。

なお、タブレツト１００又はデイスプレイ２０
０を複数台設置すれば、不特定多数を対象とする
装置として用いることができる他、デイスプレイ
を大型化して入力した文字等を拡大して表示する
ことができる。

なお、実施例中の励磁線及び検出線の本数は一
例であり、これに限定されないことはいうまでも
ない。また、検出線の間隔は２〜６mm程度であれ
ば、比較的精度良く位置検出ができることが実験
により確かめられている。また、位置指定用磁気
発生器も棒磁石に限定されることはなく、板，リ
ング，角体等でもよく、あるいは電磁石でもよ
い。

また、前記実施例において、測定開始を示す信
号を磁気ペン２００から位置検出回路５００まで
超音波信号を用いて伝送したが赤外線等の光信号
を用いても良い。また、前記測定開始を示す信号
は単に座標検出のタイミングを演算処理回路５０
４に認識させる為のものであるから、特に磁気ペ
ン２００より送ることを要するものではなく、位
置検出回路５００自体に設けたキーボードその他
のスイツチ回路より前記タイミングを認識させる
信号を送る如くなしても良い。

（発明の効果）以上説明したように本発明によれば、平板状の
磁性体にその位置検出方向と直交する如く励磁線
と検出線とを交互に並設してなるＸ方向及びＹ方
向位置検出部と、前記Ｘ方向及びＹ方向の各検出
線にそれぞれ接続されたＸ方向及びＹ方向の信号
選択手段とを有するタブレツトと、前記Ｘ方向及
びＹ方向の各磁性体に局部的な磁気バイアスを加
えかつどこにも接続されない位置指定用磁気発生
器と、前記Ｘ方向及びＹ方向の各励磁線に所定周
期の交番電流を加える駆動電流源と、前記Ｘ方向
及びＹ方向の信号選択手段より取り出される各誘
導電圧から前記位置指定用磁気発生器による指定
位置のＸ方向及びＹ方向の位置データを算出する
位置検出回路とを具備してなる座標入力装置を備
えたため、励磁線と検出線との間の磁束変化が磁
性体内でのみ行なわれ、その結合が密で検出電圧
が大きくしかもSN比が良く、また、外部からの
誘導を受けにくくかつ外部への誘導ノイズの発生
が少なく、また、位置指定用磁気発生器は位置検
出のためのタイミング信号等を装置側へ送る必要
がなく、装置との間をコードレスとすることがで
き、コードがその疲労により断線したり、かりみ
ついたり、じやましたりすることがなく、従つ
て、操作性が良く、位置指定用磁気発生器を任意
の位置に容易に移動させることができ、また、磁
性体にわずかの磁気バイアスを加えるのみで位置
指定できるため、位置指定用磁気発生器をタブレ
ツトに必ずしも近接させる必要はなく、数cm以上
の間隔をあけても良く、また、磁性体以外の物体
を介在させても良く、これらの場合でも高い分解
能で位置検出できる。

また、前記座標入力装置とは独立に、デイスプ
レイと、該デイスプレイを駆動する表示制御回路
とを具備してなる表示装置を備え、前記座標入力
装置に無線の送信装置を接続し、前記表示装置に
無線の受信装置を接続したため、従来のような座
標入力装置と表示装置とを繋ぐコードがなくな
り、座標入力装置及び表示装置の両方又は一方を
部屋中のどこにでも持ち運ぶことができ、使用位
置を選ばないという便利さに加えて、コードが部
屋の床上にあつて歩行のじやまをするようなこと
がない等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図
は装置全体の概要を示すブロツク構成図、第２図
は全体斜視図、第３図はタブレツトの主要な構成
を示す一部切欠分解斜視図、第４図はタブレツト
の要部断面図、第５図は駆動電流源の具体的構成
を示す回路図、第６図は磁気ペンの構造を示す断
面図、第７図はその電気回路図、第８図は装置要
部の回路ブロツク図、第９図は磁気バイアス対透
磁率の特性図、第１０図はＸ方向の各検出線に発
生する誘導電圧の一例を示す線図、第１１は磁気
ペンによる位置指定のようすを示す説明図であ
る。１００……タブレツト、２００……磁気ペン、
３００……デイスプレイ、４００……駆動電流
源、５００……位置検出回路、６００……表示制
御回路、７……処理装置、８００……送信回路、
９００……受信回路。

Claims

【特許請求の範囲】１平板状の磁性体にその位置検出方向と直交す
る如く励磁線と検出線とを交互に並設してなるＸ
方向及びＹ方向位置検出部と、前記Ｘ方向及びＹ
方向の各検出線にそれぞれ接続されたＸ方向及び
Ｙ方向の信号選択手段とを有するタブレツトと、前記Ｘ方向及びＹ方向の各磁性体に局部的な磁
気バイアスを加えかつどこにも接続されない位置
指定用磁気発生器と、前記Ｘ方向及びＹ方向の各励磁線に所定周期の
交番電流を加える駆動電流源と、前記Ｘ方向及びＹ方向の信号選択手段より取り
出される各誘導電圧から前記位置指定用磁気発生
器による指定位置のＸ方向及びＹ方向の位置デー
タを算出する位置検出回路とを具備してなる座標
入力装置を備え、前記座標入力装置とは独立に、デイスプレイ
と、該デイスプレイを駆動する表示制御回路とを
具備してなる表示装置を備え、前記座標入力装置に無線の送信装置を接続し、
前記表示装置に無線の受信装置を接続したことを特徴とする座標入出力装置。