JPH06250772A - 座標検出装置 - Google Patents

座標検出装置

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JPH06250772A
JPH06250772A JP6112893A JP6112893A JPH06250772A JP H06250772 A JPH06250772 A JP H06250772A JP 6112893 A JP6112893 A JP 6112893A JP 6112893 A JP6112893 A JP 6112893A JP H06250772 A JPH06250772 A JP H06250772A
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pen
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resonance circuit
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Koichiro Katabami
康一郎 方波見
Mitsuo Kazama
満男 風間
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Pentel Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 内部に電池を有しない静電容量結合ペンによ
るノンケーブル座標検出装置であり、指輪のようなリン
グ状のコイルがタブレット近くにあっても誤動作せず、
ローコストな検出ペンを使用した座標検出装置。 【構成】 X方向及びY方向にそれぞれ平行な電極線を
持つタブレットと、その電極線を順次ドライブする周波
数掃引駆動部と、並列共振回路の一端がペン先端部へ接
続され、他端がペン筐体へ接続されると共にその先端部
がタブレット面と静電容量結合するペン部、更にこの内
部にペンの当接状態を伝達するために検出ペンに配置さ
れたスタイラスの摺動に応じて共振周波数を変化させる
並列共振回路と信号レベル検出回路を含む制御部とから
構成される。 【効果】 静電容量結合する容量が小さくても確実な位
置検出及びペンの当接状態が検出でき、軽量で低コスト
の検出ペンを使用した座標検出装置を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】 本発明はタブレット上に当接さ
れたケーブル無しの検出ペンの、タブレットへの当接位
置情報をディジタル値で出力する座標検出装置に関し、
特にペンの当接状態の伝達手段としてペン内の共振回路
を利用するものである。
【0002】
【従来の技術】 従来の装置本体とのケーブル無しの検
出ペンを使用したタブレットの検出手段として、検出ペ
ン内部に電池を含む能動回路を内蔵し、発振周波数等を
変化させたものがある。また、静電結合方式の座標検出
装置の隣接技術としての電磁結合方式を使用して、検出
ペンに受動回路である共振回路のみを内蔵したものも知
られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】 上述した従来の技術
を使用した前者のものは、電池を内蔵しているので重く
なり、電池の消耗により電池の交換を必要としていた。
また、後者の電磁結合方式のものでは、操作者の指輪の
ような金属リングをタブレット上に配すると、誤動作の
原因となっていた。
【0004】
【課題を解決するための手段】 本発明は上述した従来
の問題点に鑑みなされたもので、座標軸に沿って配設さ
れた複数の電極線を有するタブレットと、該タブレット
の各電極線を順次ドライブする周波数掃引電圧駆動部
と、前記電極線と静電容量結合する先端部と一端を接続
され、内部の導体と他端が接続された並列共振回路を内
部に配置した検出ペンと、前記電極線へ周波数掃引電圧
を印加する信号線に接続された前記タブレット及び検出
ペンの共振回路を周波数掃引電圧駆動部の負荷とみなし
たレベル検出回路とを有する座標検出装置であって、前
記検出ペンに配置された並列共振回路の共振周波数を変
化させてペンの当接状態を検出する座標検出装置を提案
するものである。
【0005】
【作用】小容量結合された並列共振回路はその共振周波
数近傍でインピーダンスのディップ点及びピーク点が連
続して存在し、このディップ点とピーク点のレベル差を
電極線毎に求め、最大レベル差の電極線近傍に検出ペン
が当接されたものとして検出する。この際前記共振周波
数を当接状態に対応させて情報を伝達するものである。
【0006】
【実施例】以下本発明の詳細を添付図面を参照して説明
する。図1は本発明の装置の全体構成図である。タブレ
ット電極線1、1、・・・は実際にはX軸方向及びY軸
方向共に配置されているが説明の便宜上片方向のみ図示
した。電圧駆動部Vs2は周波数掃引電圧源であり、抵
抗Rs3及びアナログスイッチSW4を通じてタブレッ
トの各電極線1、1、1を順次電圧駆動する。検出ペン
5の回路はコイルL6及びコンデンサC7の受動素子に
よる並列共振回路で構成されており、検出ペン5の検出
電極としてのスタイラス8は、コイルL6とコンデンサ
C7からなる並列共振回路の一端に接続され、コイルL
6とコンデンサC7からなる並列共振回路の他端は検出
ペン5の筺体に電気的に接続されている。又検出ペン5
に配置されたスタイラス8はタブレットへの当接状態に
対応して摺動し、並列共振回路のコンデンサC6に並列
に接続されたコンデンサC7の容量が加算され、共振周
波数を変化させる。
【0007】検出ペン5のスタイラス8とタブレット電
極線1、1、・・・間は小容量の静電容量で結合される
ことになる。また検出ペン5の筺体は人体を通じ、また
タブレット筺体グランドとの静電容量により、更に空間
への電磁波放射インピーダンスの効果等により疑似的信
号リターンとなり図1ではZpで図示してある。この状
態で電圧の駆動側から負荷側を見たインピーダンスは周
波数により変化し、抵抗Rs3の電流もそれに応じて変
化し、結果的に抵抗Rs3とアナログスイッチSW4の
接続点の電圧レベルの変化として現れる。この接続点の
電圧レベルを検出することにより負荷の状態を知ること
ができる。
【0008】電気回路のみを等価的に書くと図2のよう
になる。ここで抵抗Rsp9はアナログスイッチSW4
及びタブレット電極線1、1、・・・の抵抗の合成抵抗
であり、Cc10が検出ペン5のスタイラス8とタブレ
ット電極線1、1、・・・の結合容量である。コイルL
6、コンデンサC7、付加コンデンサC1(11)、C
2(12)、RQ15は検出ペン5の内部回路であり、
それぞれコイル6、コンデンサ7、共振回路のQを決定
する実効抵抗成分である。RM及びCMは疑似リターンZ
pの抵抗分及び容量分である。これより解るように、信
号周波数を掃引することにより検出ペン5の共振回路の
共振特性そのものを駆動部抵抗Rs3からレベル変化と
して見ることができるが、その特性は数ピコファラッド
以下という小容量結合のため、図3に示すように検出ペ
ン5の回路のみの共振点の近傍でディップ点Aとピーク
点Bが連続的に現れる。共振回路以外の導電性のものが
タブレットに近づいても、このようなディップ点Aとピ
ーク点Bが連続することはないのでそれによる誤動作を
防ぐことができる。
【0009】アナログスイッチSW4はタブレット電極
線1、1、・・・を順次切り換えて、その都度制御部1
7はディップ点A及びピーク点Bを探していくが、ディ
ップ点Aとピーク点Bのレベル差の大きい方から順次3
つの電極線を選択し、その3つの電極線の位置から、制
御部17は換算表または計算により線間補完を行い精密
な検出ペン5の位置を決定する。X軸方向、Y軸方向
共、同様の手段で検出ペン5の座標を求めディジタル値
で出力する。
【0010】次に実際の動作を説明すると、電圧駆動部
Vs2からアナログスイッチSW4に順次信号電圧が印
加され、アナログスイッチSW4は電圧駆動部Vs2と
電極線1,1,・・・・・とを順次切り換えて電気的に
接続する。ここで、各電極線1、1、・・・毎にディッ
プ点Aとピーク点Bをレベル検出回路16で測定検出
し、その結果を制御部17へ印加する。制御部17は検
出した各電極線1、1、・・・のディップ点Aとピーク
点Bとのレベル差を計測し、レベル差の最も大きいもの
から上位3本の電極線を抽出し、制御部17では実測し
たデータに基づいた変換テーブルを使用するか、または
計算により線間補完を行ない、検出ペン5のスタイラス
8が当接されたタブレットの精密な位置座標を決定し、
出力する。この際、スタイラス8のタブレットへの当接
状態(タブレットに近接しているか、押しつけてられて
いるか)によって、図5のスタイラス8の検出ペン5内
への没入の度合により、スイッチSW2(19)と直列
に接続されたコンデンサC2(12)が並列共振回路の
C7に並列に加わり、。更に操作者の検出ペン5の外周
に配置されたスイッチSW1(18)の操作により、ス
イッチSW1(18)と直列に接続されたコンデンサC
1(11)が並列共振回路のC7に並列に加わり、共振
周波数が変化する。この共振周波数が変化したため、デ
ィップ点Aとピーク点Bが得られた周波数範囲から検出
ペン5の外周に配置されたスイッチSW1(18)の状
態を判断することが可能となる(図5参照)。
【0011】他の実施例として図6に示したように、並
列共振回路のC7に並列に付加するコンデンサを、検出
ペン5のスタイラス8のタブレットへの当接状態に対応
して摺動させ、連続的に並列共振回路の共振周波数を変
化させ筆圧情報として利用することもできるものであ
る。尚、タブレット電極線はITO膜のような抵抗性の
ものでも全く同様の結果を得る事は言うまでもない。
【0012】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、ケーブ
ル無し且つ無電池検出ペンによる座標検出ができると共
に、共振回路以外の導電性のものがタブレットに近づい
ても誤動作しない信頼度の高い座標検出ができ、ペンの
タブレットへの当接状態、サイドスイッチ情報、筆圧も
伝達することができ、検出ペン部がケーブル無しなた
め、操作者が検出ペンを紛失しても検出ペンがローコス
トで購入できるので、操作者への検出ペン買い替えの経
済的負担も軽減できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 装置全体構成図
【図2】 電気的等価回路
【図3】 レベル検出特性図
【図4】 実施例
【図5】 レベル検出特性図
【図6】 他の実施例
【符号の説明】
1 電極線 2 電圧駆動部 3 抵抗 4 アナログスイッチ 5 検出ペン 6 コイル 7 コンデンサ 8 スタイラス 9 抵抗 10 スタイラスと電極線との結合容量 11 コンデンサ 12 コンデンサ 13 コイル 14 コンデンサ 15 抵抗分 16 レベル検出回路 17 制御部
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成6年1月6日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0009
【補正方法】変更
【補正内容】
【0009】アナログスイッチSW4はタブレット電極
線1、1、・・・を順次切り換えて、その都度制御部1
7はディップ点A及びピーク点Bを探していくが、ディ
ップ点Aとピーク点Bのレベル差の大きい方から順次3
つの電極線を選択し、その3つの電極線の位置から、制
御部17は換算表または計算により線間補間を行い精密
な検出ペン5の位置を決定する。X軸方向、Y軸方向
共、同様の手段で検出ペン5の座標を求めディジタル値
で出力する。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0010
【補正方法】変更
【補正内容】
【0010】次に実際の動作を説明すると、電圧駆動部
Vs2からアナログスイッチSW4に順次信号電圧が印
加され、アナログスイッチSW4は電圧駆動部Vs2と
電極線1,1,・・・・・とを順次切り換えて電気的に
接続する。ここで、各電極線1、1、・・・毎にディッ
プ点Aとピーク点Bをレベル検出回路16で測定検出
し、その結果を制御部17へ印加する。制御部17は検
出した各電極線1、1、・・・のディップ点Aとピーク
点Bとのレベル差を計測し、レベル差の最も大きいもの
から上位3本の電極線を抽出し、制御部17では実測し
たデータに基づいた変換テーブルを使用するか、または
計算により線間補間を行ない、検出ペン5のスタイラス
8が当接されたタブレットの精密な位置座標を決定し、
出力する。この際、スタイラス8のタブレットへの当接
状態(タブレットに近接しているか、押しつけてられて
いるか)によって、図5のスタイラス8の検出ペン5内
への没入の度合により、スイッチSW2(19)と直列
に接続されたコンデンサC2(12)が並列共振回路の
C7に並列に加わり、。更に操作者の検出ペン5の外周
に配置されたスイッチSW1(18)の操作により、ス
イッチSW1(18)と直列に接続されたコンデンサC
1(11)が並列共振回路のC7に並列に加わり、共振
周波数が変化する。この共振周波数が変化したため、デ
ィップ点Aとピーク点Bが得られた周波数範囲から検出
ペン5の外周に配置されたスイッチSW1(18)の状
態を判断することが可能となる。(図5参照)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 座標軸に沿って配設された複数の電極線
    を有するタブレットと、該タブレットの各電極線を順次
    ドライブする周波数掃引電圧駆動部と、前記電極線と静
    電容量結合する先端部と一端を接続され、内部の導体と
    他端が接続された並列共振回路を内部に配置した検出ペ
    ンと、前記電極線へ周波数掃引電圧を印加する信号線に
    接続された前記タブレット及び検出ペンの共振回路を周
    波数掃引電圧駆動部の負荷とみなしたレベル検出回路と
    を有する座標検出装置であって、前記検出ペンに配置さ
    れた並列共振回路の共振周波数を変化させてペンの当接
    状態を検出することを特徴とする座標検出装置。
JP6112893A 1993-01-29 1993-02-25 座標検出装置 Expired - Lifetime JP3072540B2 (ja)

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