JPH05265634A - 座標検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 電池を内蔵させることなく、スタイラスペン
のコードレス化を図ってその操作性を向上させることが
できる座標検出装置を提供する。 【構成】 スタイラスペン４を座標検出面１に近接又は
接触させた際、制御回路３は走査回路７のＸ軸、Ｙ軸方
向走査回路７１、７２を同時に動作させる。これによ
り、Ｘ軸、Ｙ軸方向走査回路７１、７２は座標検出面１
上のＸ軸、Ｙ軸方向に配列された走査線１１に電界発生
体４１が常時発生する電界によって誘起される電圧をそ
れぞれ順番に入力して、得られた検出電圧を信号処理回
路５に出力する。Ｘ軸、Ｙ軸方向信号処理回路５１、５
２は入力される各検出電圧が基準電圧を越えた時点を制
御回路３に知らせる。制御回路３は信号処理回路５から
入力される前記情報及び走査回路７の動作情報とからス
タイラスペン４の座標検出面１上の位置座標値を算出す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はスタイラスペンを用いて
手書き文字等を入力する際に前記スタイラスペンの位置
座標を検出する座標検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、ワークステーションやパーソ
ナルコンピュータ等の情報処理装置の多くは入力装置と
してキーボードを備えている。しかし、このキーボード
はキーの配置等を覚えてキー操作に熟練すれば高速入力
が可能で便利なものであるが、前記キー操作に熟練して
いない初心者にとっては使いづらいという欠点があっ
た。このため、最近では初心者でも直ぐに使用できるマ
ウスやトラックボール等のポインティングディバイスと
呼ばれる入力装置が使用されるようになってきた。しか
し、これらのポインティングディバイスは指示位置と表
示位置とが一致しないため、これを改善すべく、液晶デ
ィスプレイ等の表示装置と座標情報入力用の座標検出装
置とを重ねて構成された一体型表示入力装置が開発され
ている。

【０００３】この一体型表示入力装置を構成している前
記座標検出装置は静電誘導方式を用いて前記座標の検出
を行っている。この静電誘導方式は座標検出面上のＸ
軸、Ｙ軸方向に配列された走査線にその端部から順番に
電圧を印加し、この電圧が印加された走査線から発生さ
れる電界をスタイラスペンの検出回路で検出することに
より、このスタイラスペンの前記座標検出面上の位置座
標を求める方式である。しかし、この方式では、前記Ｘ
軸、Ｙ軸方向に配列された走査線に電圧を印加する走査
動作をＸ軸方向の終了後にＹ軸方向に対して行わなけれ
ばならず、この分、前記スタイラスペンの位置座標のサ
ンプリングレートが低く、前記スタイラスペンが高速で
移動しているような場合、前記スタイラスペンの測定位
置座標と実際の位置座標との間に誤差が生じる欠点があ
った。

【０００４】そこで、上記欠点を回避するために、スタ
イライペン側に電界発生装置を備え、この電界により座
標検出面上の走査線に誘起される電圧を検出して、前記
スタイラスペンの位置座標を測定する方式の座標検出装
置が提案されている。この座標検出装置では、前記座標
検出面上のＸ軸、Ｙ軸方向に配列された走査線に誘起さ
れる電圧を同時に入力して測定することができるため、
前記スタイラスペンの位置座標のサンプリングレートを
高くすることができ、スタイラスペンの位置測定誤差を
少なくすることができる。しかし、この方式を採用した
場合、前記スタイラスペン側に設けられる電界発生装置
に電力を供給するケーブルが必要になるため、前記スタ
イラスペンをオペレータが操作する際に前記ケーブルが
邪魔になって、その操作性を悪化させるという欠点があ
った。そこで、前記電界発生装置に電力を供給するため
の電池をスタイラスペンに内蔵してコードレス化を図る
ことができるが、これではスタイラスペンの重量が重く
なったり、或いはスタイラスペンの大きさが大きくなっ
たりして、前記スタイラスペンが持ちにくく、その操作
性を改善できないという欠点があった。しかも、前記電
池をスタイラスペンに内蔵した場合、電池交換を行わな
ければならず、これに手間がかかるという欠点もあっ
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、スタイ
ライペン側に電界発生装置を備え、この電界により座標
検出面上の走査線に誘起される電圧を検出して、前記ス
タイラスペンの位置座標を測定する方式の座標検出装置
が提案されている。この座標検出装置では、前記座標検
出面上のＸ軸、Ｙ軸方向に配列された走査線に誘起され
る電圧を同時に入力して測定することができるため、前
記スタイラスペンの位置座標のサンプリングレートを高
くすることができ、位置測定誤差を少なくすることがで
きる。しかし、この方式を採用した場合、前記スタイラ
スペン側に設けられる電界発生装置に電力を供給するケ
ーブルが必要になるため、前記スタイラスペンをオペレ
ータが操作する際に前記ケーブルが邪魔になってその操
作性を悪化させるという欠点があった。そこで、前記電
界発生装置に電力を供給するための電池をスタイラスペ
ンに内蔵してコードレス化を図ることができるが、これ
ではスタイラスペンの重量が重くなったり、或いはスタ
イラスペンの大きさが大きくなったりして、前記スタイ
ラスペンが持ちにくく、その操作性を改善できないとい
う欠点があった。

【０００６】そこで本発明は上記の欠点を除去するもの
で、電池を内蔵させることなく、スタイラスペンのコー
ドレス化を図ってその操作性を向上させることができる
座標検出装置を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の座標検出装置は
外部からのエネルギーの供給なしに所定の静電界を常時
発生する電界発生体を内蔵したペン状の指示体と、一平
面上に縦方向及び横方向に所定間隔で配列された複数の
走査線と、縦方向に配列された各走査線に前記静電界に
より誘起される電圧を所定の時間間隔で順番に入力する
第１の走査回路と、横方向に配列された各走査線に前記
静電界により誘起される電圧を所定の時間間隔で順番に
入力する第２の走査回路と、これら第１、第２の走査回
路から得られる検出電圧が予め定められた基準電圧を越
える時間情報及び前記走査回路の走査動作情報に基づい
て前記指示体が近接又は接触している前記一平面上の位
置を特定する位置情報を算出する算出回路とを具備して
成る構成を有する。

【０００８】

【作用】本発明の座標検出装置において、ペン状の指示
体は外部からのエネルギーの供給なしに所定の静電界を
常時発生する電界発生体を内蔵して、所定の静電界を発
生している。複数の走査線は一平面上に縦方向及び横方
向に所定間隔で配列されている。第１の走査回路は縦方
向に配列された各走査線に前記静電界により誘起される
電圧を所定の時間間隔で順番に入力する。第２の走査回
路は横方向に配列された各走査線に前記静電界により誘
起される電圧を所定の時間間隔で順番に入力する。算出
回路はこれら第１、第２の走査回路から得られる検出電
圧が予め定められた基準電圧を越える時間情報及び前記
走査回路の走査動作情報に基づいて、前記指示体が近接
又は接触している前記一平面上の位置を特定する位置情
報を算出する。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。図１は本発明の座標位置検出装置の一実施例を
示したブロック図である。１はスタイラスペン４が接触
或いは近接した位置座標を検出する座標検出面、３は走
査回路７の起動制御を行うと共に、信号処理回路５から
入力される情報に基づいて前記スタイラスペン４の位置
座標を算出する制御回路、４は座標検出面１を指示し、
常時電界を発生する電界発生体４１を内蔵したスタイラ
スペン、５は走査回路７より得られる検出電圧を予め設
定されている基準電圧と比較して前記検出電圧が基準電
圧を越えた時点を制御回路３に知らせる信号処理回路
で、Ｘ軸方向信号処理回路５１とＹ軸方向信号処理回路
５２を有している。６はスタイラスペン４の位置座標の
測定開始命令を制御回路３に出すホストコンピュータ、
７は座標検出面１に配列されている走査線１１に誘起さ
れる電圧を検出することにより前記走査線を走査する走
査回路で、Ｘ軸方向を走査するＸ軸方向走査回路７１と
Ｙ軸方向を走査するＹ軸方向走査回路７２を有してい
る。

【００１０】図２は図１に示したスタイラスペン４に内
蔵される電界発生体４１の詳細例を示した断面図であ
る。４２はスタイラスペン４を形成している筐体部で、
このスタイラスペンの先端内部に図の如く電界を発生す
る電界発生体４１が配設されている。この電界発生体４
１としては例えば外力により変形された状態の圧電素子
が用いられている。ここで、圧電素子は物理的な圧力が
加えられて変形された状態では素子内部の電荷が偏在
し、その周囲に常時電界を発生する。

【００１１】次に本実施例の動作について説明する。ス
タイラスペン４をオペレータが持って座標検出面１に近
接させるか接触させると、スタイラスペン４に近接して
いる座標検出面１上の走査線１１には前記電界発生体４
１から発生される電界によって誘起される電圧が発生す
る。このような状態で、制御回路３はホストコンピュー
タ６からスタイラスペン４の位置座標の測定開始命令を
受け取ると、走査回路７を駆動する信号を出すため、走
査回路７内のＸ軸方向走査回路７１とＹ軸方向走査回路
７２はその動作を同時に開始する。即ち、Ｘ軸方向走査
回路７１は座標検出面１上のＸ軸方向に配列された走査
線１１に誘起される電圧をその端部から順番に入力し
て、入力した電圧を信号処理回路５のＸ軸方向信号処理
回路５１に出力する。又、Ｙ軸方向走査回路７２は座標
検出面１上のＹ軸方向に配列された走査線１１に誘起さ
れる電圧をその端部から順番に入力して、入力した電圧
を信号処理回路５のＹ軸方向信号処理回路５２に出力す
る。

【００１２】ここで、上記した信号処理回路５のＸ軸方
向信号処理回路５１には図３の上段で示した検出電圧が
Ｘ軸方向走査回路７１から入力され、Ｙ軸方向信号処理
回路５２には図３の下段で示した検出電圧がＹ軸方向走
査回路７２から入力される。尚、座標検出面１上の走査
線１１に誘起される電圧はスタイラスペン４に近い走査
線ほど高くなり、前記スタイラスペン４に最も近接して
いる走査線１１に誘起される電圧が最大になる。Ｘ軸、
Ｙ軸方向信号処理回路５１、５２はそれぞれに入力され
る検出電圧を図３に示した基準電圧Ｖ_F と比較し、各検
出電圧がこの基準電圧Ｖ_F を越えた時点を制御回路３に
知らせる。制御回路３はＸ軸、Ｙ軸方向信号処理回路５
１、５２から検出電圧が基準電圧Ｖ_F を越えたという信
号を受け取ると、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向に配列された走査
線１１の走査を開始してから前記検出電圧が前記基準電
圧Ｖ_F を越えるまでの時間をＸ軸方向とＹ軸方向の各々
について測定し、この測定により得られる時間の長短に
よって座標検出面１の端部からスタイラスペン４までの
Ｘ軸、Ｙ軸方向の距離（Ｘ座標、Ｙ座標）を算出する。
制御回路３はこのようにして得られたスタイラスペン４
のＸ座標、Ｙ座標をホストコンピュータ６に出力する。

【００１３】本実施例によれば、スタイラスペン４の電
界発生体４１は外部から電力等を供給することなく、一
定の電界を常時発生すると共にその重量も軽く且つ小型
にすることができるため、スタイラスペン４の形状を大
きくしたり或いは重くすることなく、スタイラスペン４
のコードレス化を図ることができ、その操作性を向上さ
せることができる。しかも、前記スタイラスペン４側か
ら発生された電界を座標検出面１にて検出する方式のた
め、座標検出面１上の走査をＸ軸、Ｙ軸の両方向に対し
て同時に行うことができ、前記スタイラスペン４の移動
速度が速い場合にも、その位置の検出精度を良好に保持
することができる。

【００１４】尚、スタイラスペン４が座標検出面１上に
接触しているか否かを検出する必要を生じることがあ
る。このような場合には、図４に示すようにスタイラス
ペン４の内部に既に変形されて電界を発生している圧電
素子４１１、４１３と、スタイラスペン４の軸方向に移
動可能なペン軸４２により変形される位置に圧電素子４
１２を配置しておく。このような構成のスタイラスペン
４で座標検出面１の特定の部分を指示した際に、ペン軸
４２が座標検出面１に接触して圧電素子４１２を変形さ
せると、スタイラスペン４から発生される電界の強さが
変化する。信号処理回路５はこの電界の変化を検出して
制御回路３に知らせるため、制御回路３はスタイラスペ
ン４が座標検出面１に接触しているか、或いは離れてい
るかを検出することができる。

【００１５】

【発明の効果】以上記述した如く本発明の座標検出装置
によれば、電池を内蔵させることなく、スタイラスペン
のコードレス化を図ってその操作性を向上させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の座標検出装置の一実施例を示したブロ
ック図。

【図２】図１に示したスタイラスペンに内蔵される電界
発生体の詳細例を示した断面図。

【図３】図１に示した走査回路により得られるＸ軸、Ｙ
軸方向の走査検出電圧の一例を示した波形図。

【図４】図１に示したスタイラスペンに内蔵される電界
発生体の他の詳細例を示した断面図。

【符号の説明】

１…座標検出面 ３…制御回路 ４…スタイラスペン ５…信号処理回
路 ６…ホストコンピュータ ７…走査回路 １１…走査線 ４１…電界発生
体 ５１…Ｘ軸方向信号処理回路 ５２…Ｙ軸方向
信号処理回路 ７１…Ｘ軸方向走査回路 ７２…Ｙ軸方向
走査回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外部からのエネルギーの供給なしに所定
   の静電界を常時発生する電界発生体を内蔵したペン状の
   指示体と、一平面上に縦方向及び横方向に所定間隔で配
   列された複数の走査線と、縦方向に配列された各走査線
   に前記静電界により誘起される電圧を所定の時間間隔で
   順番に入力する第１の走査回路と、横方向に配列された
   各走査線に前記静電界により誘起される電圧を所定の時
   間間隔で順番に入力する第２の走査回路と、これら第
   １、第２の走査回路から得られる検出電圧が予め定めら
   れた基準電圧を越える時間情報及び前記走査回路の走査
   動作情報に基づいて前記指示体が近接又は接触している
   前記一平面上の位置を特定する位置情報を算出する算出
   回路とを具備して成ることを特徴とする座標検出装置。