JPH07104911A

JPH07104911A - 座標入力装置

Info

Publication number: JPH07104911A
Application number: JP25322393A
Authority: JP
Inventors: Takafumi Ito; 隆文伊藤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1993-10-08
Filing date: 1993-10-08
Publication date: 1995-04-21

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、静電結合タブレットにおいて、電極
群間の間隔を周期とする非直線的な関係を補正する手段
を内蔵することにより、容易に、かつ、高精度に直線性
を保証することのできる座標入力装置を構築することを
主な特徴とする。【構成】座標検出装置に設けられた座標補正装置２０
は、実際の座標値と検出される座標値との間の関係が周
期的な非直線性を示す座標検出において、検出された座
標値ｘ又はｙに対して、それぞれの非直線性の周期をＬ
ｘ又はＬｙとした場合、Ｘ＝ｉｎｔ（ｘ〜Ｌｘ）×Ｌｘ
＋ｆｘ（ｘｍｏｄＬｘ）、Ｙ＝ｉｎｔ（ｙ〜Ｌｙ）
＋Ｌｙ＋ｆｙ（ｙｍｏｄＬｙ）に相当する変換で得ら
れる補正値を正しい座標値とすることを特徴とする。但
し、ｉｎｔ（ａ）はａの少数部を切り捨てた整数を、ａ
ｍｏｄは、ａをｂで割った余りを、ｆｘ（ａ）、ｆｙ
（ｂ）は、それぞれａ、ｂをパラメータとするあらかじ
め決められた整数を示す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、各種情報処理装置に
用いて優れた操作性を提供する一体型表示入力装置の改
良に関する。

【０００２】

【従来の技術】座標入力装置であるタブレットと表示装
置とを重ね合わせた一体入力装置をもつ情報処理装置
は、情報の入力位置と表示位置とが一致しているために
操作性が優れており、近年、コンピュータの入力・表示
方式として注目されている。

【０００３】このような一体入力装置を実現するための
座標入力装置として代表的なものに、静電結合方式のタ
ブレットがある。静電結合方式タブレットの構造は図４
のようになっている。図において、符号４１はタブレッ
トの縦電極、符号４２はタブレットの横電極である。符
号４３はタブレットの縦電極を駆動するドライバ、符号
４４はタブレットの縦電極を駆動するドライバである。
符号４５は電極に印可された電圧を検出するペン、符号
４６はペンで検出した電圧を増幅する増幅器、符号４７
は増幅器４６で増幅した信号をフィルタリングするロー
パスフィルタ、符号４８はローパスフィルタ４７を通過
した信号がある基準値より大きくなったか否かを検出す
る比較器、符号４９はＸ、Ｙ座標それぞれの測定開始か
ら、比較器４８の出力が発生するまでの時間をカウント
してその値を座標値として出力するタイムカウンタであ
る。

【０００４】このような静電結合方式タブレットの基本
動作につき、図５〜図９を用いて説明すると以下のよう
になる。タブレットの縦電極４１は４本ずつをひとまと
めにして電極群（Ｘｇ１〜Ｘｇｎ）とし、この電極群毎
に順次電圧が印可される。図６（従来例の動作を説明す
るために引用したタイミングチャート）にその様子が示
されている。尚、複数の電極に同時に電圧を印加するの
は、ペンで十分大きなレベルの電圧を検出するためであ
る。図７（ａ）に示すように、ペン先が電極群Ｘｇｉの
中央にあるときには、ペン先の検出電位は電極群Ｘｇｉ
に電圧が印可されたときに大きなレベルになるが、その
前後群Ｘｇｉ−１、Ｘｇｉ＋１に電圧が印可されたとき
にもほぼ等しい小さな電位を検出する。このことは図７
（ｂ）に示されている。このような検出信号を増幅して
ローパスフィルタ４７を通すと、図７（ｃ）に示す滑ら
かな振動波形が得られる。

【０００５】図８（ａ）に示すように、ペン先が電極群
Ｘｇｉの中央よりやや右にあるときには、ペン先の検出
電位は、ペン先とＸｇｉに含まれる電極との平均距離が
図７に示すより大きくなるので、電極群Ｘｇｉに電圧が
印可されたときのレベルは多少下がる。Ｘｇｉ−１とペ
ン先との平均距離も大きくなるので、Ｘｇｉ−１に電圧
が印可されたときの検出電位も下る。一方、Ｘｇｉ−１
とペン先との平均距離は小さくなるので、Ｘｇｉ＋１に
電圧が印加されたときの検出電位は大きくなる。このこ
とは図８（ｂ）に示されている。このような検出信号を
増幅してローパスフィルタ４７を通すと、図８（ｃ）の
ような、図７（ｃ）に示す波形を右にシフトしたような
波形が得られる。

【０００６】図９（ａ）に示すように、更にペン先が右
にあって、ＸｇｉとＸｇｉ＋１の中間にあるような場合
は、Ｘｇｉ−１からの電位は検出されず、Ｘｇｉ、ｘｇ
ｉ＋１からはほぼ等しい大きさの電位が検出される。こ
のことは図９（ｂ）に示されている。この信号をローパ
スフィルタ４７を通すと、図９（ｃ）のように図８
（ｃ）の波形をさらに右にシフトしたような波形が得ら
れる。

【０００７】上述した説明からわかるように、ペン４５
の検出信号をローパスフィルタ４７を通した信号は、ペ
ン先の位置が電極群間のどの位置にあるかによって連続
的にその発生タイミングが変化することになる。このロ
ーパスフィルタ４７を通した信号がどの時点で一定の基
準値を越えるかを比較器４８で判定し、比較器４８は信
号が一定を越えたと判定した時点で、パルスを１個出力
する。タイムカウンタ４９は、電極群を走査するシフト
クロックの周期（図６のｔｓ）よりも速いクロックで動
作するタイミングカウンタであり、走査開始から比較器
４８がパルスを出力するまでの時間をカウントし、その
カウント値を出力する。ペン４５で検出され、ローパス
フィルタ４８を通った信号は、ペン先位置によってさの
発生タイミングが連続的に変化する信号であるので、こ
のカウンタ値は電極群の間隔や電極の間隔よりも細かい
解像度でペン先のＸ座標を示していることになる。Ｘ座
標の測定が終わったら、続いて同様にＹ座標の測定も行
う。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来例におい
ては、電極群の間隔や電極の間隔よりも細かい画像度で
ペン先の座標を得ることができ、走査する電極群の間隔
に相当する座標値の周期においては、比較器に入力され
る信号のパルスの発生時刻は電極群への電圧印加のタイ
ミングによって決まるので、実際のペン先の座標と検出
座標との間の関係は良好な直線性を示すが、走査する電
極群間に相当する座標値より細かい座標値においては、
ローパスフィルタ通過後のアナログ的な波形の形状に依
存するために、実際のペン先座標と検出座標の間の関係
は直線性が悪くなる。このことは先に公開された特開昭
５９−８７５８３号にも示されている。即ち、実際のペ
ン先の座標値と検出座標との間の関係は、図１０に示す
ように、電極群間の間隔を周期とする非直線的な関係と
なる。従って認識にばらつきが生じ高い精度での座標入
力は期待できない。

【０００９】この発明は上記事情に鑑みてなされたもの
であり、静電結合方式のタブレットにおいて、電極群間
の間隔を周期とする非直線的な関係を補正する手段を内
蔵することにより、容易に、かつ、高精度に直線性を保
証することのできる座標入力装置を提供することを目的
とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、同一面上に設
置された平行な複数の電極と、その面と平行な面上に前
記電極と直交して設置された平行な複数の電極と、それ
らの電極とペン先との間に生じる容量を介して電極に印
加された電圧を検出するペン（ペン先に印加された電圧
を電極で検出）とを備え、一方の電極を隣接するＮ本
（Ｎ≦１）ずつの電極群に分けて、そのＮ本ずつの電極
群に対し順次電圧を印加（電極群で順次ペン先からの電
圧を検出）し、その複数の電極群から得られる検出電位
に基づいて、電極群の設置間隔よりも細かい解像度でペ
ン先の座標を検出し、次いで、他方の電極を隣接するＭ
本（Ｍ≦１）ずつの電極群に分けて、そのＭ本ずつの電
極群に順次電圧を印加し、その複数の電極群から得られ
る検出電位に基づいて、電極群の設置間隔よりも細かい
解像度で先に検出した座標と直交するペン先の座標を検
出する座標検出装置において、検出された座標値Ｘ、Ｙ
に対し、それぞれの電極群間の距離に相当する座標値の
差をＬｘ、Ｌｙとするとき、以下の式に相当する変換で
得られる補正値を正しい座標値とすることを特徴とす
る。

【００１１】Ｘ＝ｉｎｔ（ｘ÷Ｌｘ）×Ｌｘ＋ｆｘ（ｘ
ｍｏｄＬｘ）Ｙ＝ｉｎｔ（ｙ÷Ｌｔ）×Ｌｙ＋ｆｘ（ｙｍｏｄＬ
ｙ）但し、ｉｎｔ（ａ）はａの少数部を切り捨てた整数を、
ａｍｏｄｂはａをｂで割った余りを、ｆｘ（ａ）、
ｆｙ（ｂ）はそれぞれａ、ｂをパラメータとするあらか
じめ定められた整数の関数である。

【００１２】

【作用】静電結合方式のタブレットにおいて、検出され
た座標値ｘ、ｙ（ｘ、ｙは正の整数）に対して、Ｘ、Ｙ
それぞれの電圧の許可単位である電極群の間の距離に相
当する座標値の差のＬｘ、Ｌｙ（Ｌｘ、Ｌｘは正の整
数）とするとき以下の変換式により座標を補正する。

【００１３】Ｘ＝ｉｎｔ（ｘ÷Ｌｘ）×Ｌｘ＋ｆｘ（ｘ
ｍｏｄＬｘ）Ｌ＝ｉｎｔ（ｙ÷Ｌｙ）×Ｌｙ＋ｆｙ（ｙｍｏｄＬ
ｙ）ここで、ｆｘ（ａ）とｆｘ（ｂ）の変換には、変換テー
ブルを使用し、その変換テーブルの値は、あらかじめ実
験で求めておく。このことにより、電圧を印加する単位
である、電極群間よりも細かい解像度での座標値の直線
性が向上し、より正確な座標が得られる。また、補正は
テーブル変換方式であるので、正確、かつ、高速な変換
が可能であるが、変換対象となるのは電極群間の座標値
の差に相当する座標値全体のうちの下何桁かのみなの
で、変換テーブルの容量が少なくて済む。

【００１４】

【実施例】以下、図面を使用して本発明実施例について
説明する。図１は本発明の実施例である座標入力機能付
き表示装置を示すブロック図である。

【００１５】図において、符号１１はタブレットの縦電
極を示す。符号１２はタブレットの横電極を示す。符号
１３はタブレットの縦電極を駆動するドライバ、符号１
４はタブレットの横電極を駆動するドライバである。符
号１５は電極に印可された電圧を検出するペンである。
符号１６はペンで検出した電圧を増幅する増幅器であ
る。符号１７は増幅器で増幅した信号をフィルタリング
するローパスフィルタである。符号１８はローパスフィ
ルタを通過した信号がある基準値より大きくなったか否
かを検出する比較器である。符号１９はＸ、Ｙ座標それ
ぞれの測定開始から、比較器１８の出力が発生するまで
の時間をカウントしてその値を座標値として出力するタ
イムカウンタである。符号２０はタイムカウンタ１９が
出力する座標を補正して出力する座標補正器である。符
号２１は座標補正器２０が座標補正の際に使用する変換
テーブルである。

【００１６】図２及び図３は本発明の実施例の動作を説
明するために引用した図であり、図２は実際の座標値と
座標補正器の入力となる座標値の関係をグラフ表示した
図、図３は本発明において用いられる座標補正のための
変換テーブルの内容を示す図である。

【００１７】以下、図２及び図３を参照しながら図１に
示す本発明実施例の動作について説明する。タイムカウ
ンタ１９が座標値ｘまたはｙを出力するまでの動作は従
来技術と同様である。

【００１８】変換テーブル２１には、図３に示すような
ｆｘ（ａ）とｆｙ（ｂ）の２つの変換テーブルが格納さ
れている。このテーブルの変換値はあらかじめ以下のよ
うにして決められている。

【００１９】即ち、図２（ａ）のように、実際の座標値
と座標補正器の入力となる座標値との関係を実験で求め
ておく。この関係は、電極群間の距離を周期とする周期
的な関係となる。

【００２０】その１周期分を取り出したもどしたものが
図２（ｂ）である。変換テーブル２１の入力パラメータ
ａに対する変換値ｆｘ（ａ）は、図２（ｂ）のようにし
て決められる。

【００２１】この結果、この周期内でのペン先の実際の
座標値と、その座標値に対する座標補正器２０の入力ａ
を変換して得られたｆｘ（ａ）との関係は、完全な直線
関係となる。

【００２２】座標補正器２０では、上記のようにして与
えられた変換テーブル２１を基に以下のような変換を行
う。Ｘ＝ｉｎｔ（ｘ÷Ｌｘ）×Ｌｘ＋ｆｘ（ｘｍｏｄＬ
ｘ）Ｙ＝ｉｎｔ（ｙ÷Ｌｙ）×Ｌｙ＋ｆｙ（ｙｍｏｄＬ
ｙ）ここで、ｉｎｔ（ａ）はａの少数部を切り捨てた整数
を、ａｍｏｄｂはａをｂで割った余りを表す。

【００２３】上式において、第１項は電極群間の間隔の
周期による成分であるから、もともと良好な直線性を示
す。第２項は電極間の間隔よりも細かい解像度の成分で
あり、上述した説明のようにして求められた変換テーブ
ル２１によって直接性が与えられる。

【００２４】従って第１項と第２項とを合わせて、きわ
めて良好な直線性が得られる。尚、上式の計算は、計算
機において第１項はｘ（またはｙ）の下何桁かを０にし
たものであり、第２項はｘ（またはｙ）の下何桁かをテ
ーブルで変換したものであるから、極めて容易に計算で
きる。

【００２５】本発明は、静電結合方式タブレットの直線
性の改善に利用でき、実施例ではタブレットの電極に順
次印可される電圧をペンで検出する方式の静電結合方式
タブレットについてのみ述べたが、ペンの電圧をタブレ
ットの電極で順次検出していく方式の静電結合方式タブ
レットにも同様に応用できる。また、静電結合方式のタ
ブレットに限らず、非直線性が周期的に現れる他の方式
のタブレットにも応用可能である。

【００２６】

【発明の効果】以上説明のように本発明によれば、電圧
を印加する単位である、電極群間よりも細かい解像度で
の座標値の直線性が向上し、より正確な座標が得られ
る。また、補正はテーブル変換方式であるので、正確、
かつ、高速な変換が可能であるが、変換対象となるのは
電極群間の座標値の差に相当する座標値全体のうちの下
何桁かのみなので変換テーブルの容量が少なくて済む。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示すブロック図。

【図２】実際の座標値と座標補正器の入力となる座標値
の関係をグラフ表示した図。

【図３】本発明において用いられる座標補正のための変
換テーブルの内容を示す図。

【図４】静電結合タブレットの構造を示す図。

【図５】ペンと電極間の静電容量を説明するために引用
した図。

【図６】従来例の動作を示すために引用したタイミング
チャート。

【図７】ペン先と電極群との位置関係によりペンで検出
される電圧の波形を示す図。

【図８】ペン先と電極群との位置関係によりペンで検出
される電圧の波形を示す図。

【図９】ペン先と電極群との位置関係によりペンで検出
される電圧の波形を示す図。

【図１０】実際のペン先のＸ座標と検出Ｘ座標との関係
をグラフ表示した図。

【符号の説明】

１１…縦電極、１２…横電極、１３…縦電極ドライバ、
１４…横電極ドライバ、１５…ペン、１６…増幅器、１
７…ローパスフィルタ、１８…比較器、１９…タイムカ
ウンタ、２０…座標補正装置、２１…補正値テーブル。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】同一面上に設置された平行な複数の電極
と、その面と平行な面上に前記電極と直交して設置され
た平行な複数の電極と、それらの電極とペン先との間に
生じる容量を介して電極に印加された電圧を検出するペ
ンとを備え、一方の電極を隣接するＮ本（Ｎ≦１）ずつ
の電極群に分けて、そのＮ本ずつの電極群に対して順次
電圧を印加し、その複数の電極群から得られる検出電位
に基づいて、電極群の設置間隔よりも細かい解像度でペ
ン先の座標を検出し、次いで他方の電極を隣接するＭ本
（Ｍ≦１）ずつの電極群に分けて、そのＭ本ずつの電極
群に順次電圧を印加し、その複数の電極群から得られる
検出電位に基づいて、電極群の設置間隔よりも細かい解
像度で先に検出した座標と直交するペン先の座標を検出
する座標検出装置において、検出された座標値Ｘ、Ｙに対し、それぞれの電極群間の
距離に相当する座標値の差をＬｘ、Ｌｙとするとき、以
下の式に相当する変換で得られる補正値を正しい座標値
とすることを特徴とする座標入力装置。Ｘ＝ｉｎｔ（ｘ÷Ｌｘ）×Ｌｘ＋ｆｘ（ｘｍｏｄＬ
ｘ）Ｙ＝ｉｎｔ（ｙ÷Ｌｔ）×Ｌｙ＋ｆｘ（ｙｍｏｄＬ
ｙ）但し、ｉｎｔ（ａ）はａの少数部を切り捨てた整数を、
ａｍｏｄｂはａをｂで割った余りを、ｆｘ（ａ）、
ｆｙ（ｂ）はそれぞれａ、ｂをパラメータとするあらか
じめ定められた整数。
【請求項２】関数ｆｘ、ｆｙの変換は、あらかじめ用
意された変換テーブルに格納されたデータに基づいてな
されることを特徴とする請求項１記載のデータ処理装
置。
【請求項３】同一面上に装置された平行な複数の電極
と、その面と平行な面上に前記電極と直交して設置され
た平行な複数の電極と、それらの電極とペン先との間に
生じる容量を介してペン先に印加された電圧を電極で検
出させるためのペンとを備え、上記一方の電極を隣接す
るＮ本（Ｎ≦１）ずつの電極群に分けて、そのＮ本ずつ
の電極群で順次ペン先からの電圧を検出し、複数の電極
群の検出電位に基づいて、電極群の設置間隔よりも細か
い解像度でペン先の座標を検出し、次いで他方の電極を
隣接するＭ本（Ｍ≦１）ずつの電極群に分けて、そのＭ
本ずつの電極群で順次ペン先からの電圧を検出し、複数
の電極群検出電位に基づいて、電極群の設置間隔よりも
細かい解像度で先に検出した座標と直交するペン先の座
標を検出する座標検出装置において、検出された座標値
Ｘ、Ｙに対して、それぞれの電極群間の距離に相当する
座標値の差をＬｘ、Ｌｘとするとき以下に相当する変換
式で得られる補正値を正しい座標値とすることを特徴と
する座標入力装置。Ｘ＝ｉｎｔ（ｘ÷Ｌｘ）×Ｌｘ＋ｆｘ（ｘｍｏｄＬ
ｘ）Ｙ＝ｉｎｔ（ｙ÷Ｌｙ）×Ｌｘ＋ｆｙ（ｙｍｏｄＬ
ｙ）但し、ｉｎｔ（ａ）はａの少数部を切り捨てた整数を、
ａｍｏｄｂはｂで割った余りを、ｆｘ（ａ）、ｆｙ
（ｂ）は、それぞれａ、ｂをパラメータとするあらかじ
め定められた整数の関数。
【請求項４】関数ｆｘ、ｆｙの変換は、あらかじめ用
意された変換テーブルに格納されたデータに基づいてな
されることを特徴とする請求項３記載のデータ処理装
置。