JPH07107661B2 - 位置指示器の状態検出方式 - Google Patents

位置指示器の状態検出方式

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JPH07107661B2
JPH07107661B2 JP61209711A JP20971186A JPH07107661B2 JP H07107661 B2 JPH07107661 B2 JP H07107661B2 JP 61209711 A JP61209711 A JP 61209711A JP 20971186 A JP20971186 A JP 20971186A JP H07107661 B2 JPH07107661 B2 JP H07107661B2
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    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/046—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by electromagnetic means

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、座標入力装置における位置指示器の状態を検
出する方式に関するものである。
（従来の技術） 従来、座標入力装置において、タブレット上の入力すべ
き座標位置のみを指定した位置指示器の状態（以下、ペ
ンダウン状態と称す。）を検出する方式としては、位置
指示器にスイッチ手段を設けて、ペンダウン時のみ、該
スイッチ手段をオン（又はオフ）し、該スイッチ手段の
オン（又はオフ）に基づくタイミング信号を、コードを
介してあるいは超音波や赤外線を用いて位置検出回路に
送るよう構成されたものがあった。
（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、位置指示器よりコードを用いてタイミン
グ信号を送るものでは該コードが位置指示器の操作性を
悪くし、また、超音波や赤外線を用いてタイミング信号
を送るものでは、位置指示器自体にこれらの送信機や信
号発生回路、電池等を設けなければならず、構成が複雑
化し、大型且つ大重量となり、これによって、位置指示
器の操作性を悪くするという問題点があった。
本発明は、位置指示器の操作性を落すことなく、複数の
位置指示器のうちの座標入力状態にある位置指示器を検
出し得る方式を提供することを目的とする。
（問題点を解決するための手段） 本発明では前記問題点を解決するため、座標入力装置の
複数の位置指示器のうち、いずれの位置指示器が使用さ
れているかを検出する位置指示器の状態検出方式であっ
て、複数の位置指示器に同調周波数が異なる同調回路を
それぞれ設け、電波発生手段より前記各同調周波数とほ
ぼ同一周波数の複数の電波を順次、間欠的に発信し、該
電波の発信を停止している期間中、電波検出手段により
電波を受信し、該受信された電波の周波数が、前記複数
の位置指示器に設けられた同調回路のうちのいずれの同
調回路の同調周波数とほぼ同一であるかを検出し、該検
出の結果より、前記複数の位置指示器のうち、いずれの
位置指示器が使用されているかを検出する位置指示器の
状態検出方式を提案する。
（作用） 本発明によれば、複数の位置指示器のうちのいずれかを
用いて座標入力すると、電波発生手段より順次発信され
る複数の電波のうち、前記位置指示器に設けられた同調
回路の同調周波数とほぼ同一周波数の電波が該同調回路
により反射され、これが電波の発信の停止期間中におい
て電波検出手段により受信され、これによって、いずれ
の位置指示器が使用されている（座標入力している）か
が検出される。
（実施例） 第１図は本発明の一実施例を示すもので、図中、１はタ
ブレット、２は位置指示器（以下、入力ペンと称
す。）、３は位置検出回路、４はタイミング制御回路で
ある。
タブレット１は、非磁性金属の筐体11にタブレット本体
12およびアンテナコイル13を収納してなるもので、タブ
レット本体12は位置検出回路３に接続され、また、アン
テナコイル13はタイミング制御回路４に接続されてい
る。
タブレット本体12は、位置検出回路３に駆動されて、入
力ペン２により指定された位置を検出する検出部を構成
するもので、該タブレット本体12は筐体11のほぼ中央に
配置されている。なお、筐体11の上面パネル11aに描か
れている枠14はその座標入力範囲を示す。
該タブレット本体12および位置検出回路３としては、例
えば本件出願人の出願にかかる特願昭58-238532号の
「座標位置検出装置」（特開昭60-129616号公報参照）
あるいは特願昭59-33083号の「位置検出装置」（特開昭
60-176134号参照）に用いることができる。前者におい
てはタブレット本体12の表面と平行に、且つ互いに直交
させた多数の磁歪伝達媒体を配設して、これに各一端か
ら他端に向けて周期的に磁歪振動を伝搬させ、入力ペン
２が近づくと、これに設けた棒磁石により磁歪振動その
個所で増大することを利用して、その個所までの伝搬時
間から位置検出回路３がそのXY座標を検出する。また後
者においては、直交配列された各磁性体を交流励磁して
各検出コイルによってその誘導電圧をとり出すように
し、同様な入力ペンが近づくと磁性体の励磁率が局部的
に変化して誘導電圧が変化することを利用してXY座標を
検出する。
アンテナコイル13は、塩化ビニル等の絶縁被覆を施した
導線を、タブレット本体12の座標入力範囲の周囲、ここ
では前記枠14の周囲の筐体11の上面パネル11aの裏面に
配設してなるものである。なお、図示例では１ターンと
なしているが、必要に応じて複数ターンとしても良い。
入力ペン２は、位置指定用の磁気発生器、例えば棒磁石
21と、コイルとコンデンサとを含む同調回路22を内蔵し
ている。
第２図は入力ペン２の詳細な構造を示すもので、合成樹
脂等の非金属材料からなるペン軸23の内部に、ボールペ
ン等の芯体24と、該芯体24を摺動自在に収容し得る透孔
を備えた棒磁石21と、コイルバネ25と、スイッチ221、
鉄心入りコイル222、第３図に示す２個のコンデンサ22
3、微調節用の可変コンデンサ224、とからなる同調回路
22とが一体的に組合わされて内蔵され、その後端にはキ
ャップ26が取付けられてなっている。
前記スイッチ221は、芯体24を、例えばその先端をタブ
レット面に押付けることによって、ペン軸23内に押込む
と、その後端によりコイルバネ25を介して押圧され、オ
ンする如くなっている。第３図にも示すように、コンデ
ンサ223および可変コンデンサ224は互いに並列に接続さ
れ、さらにこれらの一端にコイル222の一端がスイッチ2
21を介して接続され、また、これらの他端にコイル222
の他端が接続され、並列共振回路22を構成している。該
共振回路22は入力ペン２の種別、例えば各色指定などに
応じてそれぞれ固有な共振周波数を有するものであり、
コンデンサ223の容量を変えることによって「黒」に対
しては450KHz、「赤」に対しては500KHz、「青」に対し
ては550KHzに設定されている。
なお、共振回路22はアンテナコイル13より前記各種別に
応じた各周波数をもって発信される電波のうち、対応の
周波数に共振（同調）すべく、調節して設定される。
第３図はタイミング制御回路４の詳細な構成を示すもの
で、図中、401は発振器（OSC）、402は分周カウンタ、4
03,404はナンドゲート、405は送信端子、406は受信端
子、407,408は受信切替スイッチ、409,410a,410b,410c,
411c,411b,411cは増幅器、412a,412b,412cはメカニカル
フィルタ、413a,413b,413cは位相検波器（PSD）、414a,
414b,414cは低域フィルタ（LPF）、415a,415b,415cはコ
ンパレータ、416a,416b,416cは出力端子である。
第４図は第３図の各部における信号波形図である。以
下、動作について詳細に説明する。
発振器401は0.9MHz、1MHz、1.1MHzの各クロックパルス
を所定数ずつ順次発生する。分周カウンタ402は該各ク
ロックパルスを1/2および1/32に分周する。ナンドゲー
ト403の一方の入力端子には、1/2に分周された450KHz、
500KHz、550KHzのパルス信号Ａが入力され、他方の入力
端子には1/32に分周された28.12KHz、31.25KHz、34.38K
Hzのパルス信号（パルス幅17.8μｓ、16μｓ、14.5μ
ｓ）が入力され、その出力はさらにナンドゲート404に
送出されて、第４図に示すように、17.8μｓ、16μｓ、
14.5μｓ毎に450KHz、500KHz、550KHzのパルス信号を出
したり、出さなかったりする信号Ｂとなる。なお、発振
器401の周波数の切換えは、前記1/32分周されたパルス
の周期毎に切換えるようにしている。また、第４図は便
宜上各周波数の異るパルス幅を同一幅で記載している。
該信号Ｂは、送信端子405を介してアンテナコイル13に
送出され、さらに電波として発信される。この時、例え
ば入力ペン２の同調回路22において、スイッチ221がオ
ンであると、該同調回路22はその設定されている共振周
波数に応じて送られてくる電波のうち当該周波数に共振
する。この場合、当該入力ペン２は「黒」を指定してい
て450KHzに共振するものとする。共振回路22は送信側の
発信が停止する間も減衰しながら共振し続けるため、第
４図に示すような信号Ｃを発生し、該信号Ｃはコイル22
2より電波として発信され、アンテナコイル13に受信さ
れる。
受信切替スイッチ407,408は、前記1/32に分周されたパ
ルス信号により切替えられているため、送信停止期間の
間のみ、受信端子406よりの信号を取入れる。該受信信
号は同調回路22のスイッチ221がオンであれば、第４図
に示す信号Ｄとなり、オフであれば信号Ｄ′となる。
第５図は送信側と受信側の各信号のタイミングを示すも
のであり、アンテナコイル13から発信される信号Ｂに対
して、受信信号Ｄは入力ペン２の種別に応じて「黒」指
定のものは450KHz、「赤」は500KHz、「青」は550KHzに
それぞれ繰り返し応答することを示している。
受信信号Ｄは、増幅器409,410a,410b,410c,により増幅
され、信号Ｅ（Ea,Eb,Ec）となり、さらに共振周波数45
0KHz、500KHz、550KHzの各メカニカルフィルタ412a、41
2b、412cを通して雑音成分が除去され、且つそれぞれ対
応の共振周波数の信号を通過させて、各増幅器411a、41
1b、411cを介して各位相検波器413a、413b、413cに送出
される。なお、増幅器410a,410b,410cはオートレベルコ
ントロール機能を有していて、信号Ｅを一定振幅にす
る。
位相検波器413a、413b、413cには前記のパルス信号Ａが
入力されており、そして受信信号Ｅの位相をパルス信号
Ａの位相と一致させていて、第４図に示すような、ちょ
うど、受信信号Ｅを折返した信号Ｆ（Fa、Fb、Fc）を出
力する。
該信号Ｆは、遮断周波数の充分低い低域フィルタ414a、
414b、414cにて平坦な信号に変換され、コンパレータ41
5a、415b、415cbの各一方の入力端子に入力される。コ
ンパレータ415a、415b、415cの各他方の入力端子には、
予め所定の閾値電圧＋ＶTが入力されており、前記低域
フィルタ414a、414b、414cの出力は閾値電圧＋ＶTと比
較される。この場合、455KHzの信号に基づいてメカニカ
ルフィルタ412a等を経た信号Faにより、出力端子416aの
信号Gaはハイ（Ｈ）レベルとなる。そして他の出力端子
416b,416cは「０」レベルであって、各出力端子416b,41
6cの信号Gb,Gcはロー（Ｌ）レベルとなるので、当該入
力ペン２は「黒」指定のものであることが識別される。
なお、信号Ｄ′の場合、信号E,Fとも全て「０」レベル
であり、信号Ga,Gb,Gcもローレベル（図示せず）とな
る。よってスイッチ221の動作状態が識別される。
前記信号Ga,Gb,Gcのいずれかがハイレベルの時はペンダ
ウン状態であり、ローレベルの時はペンダウン状態では
ないと定義付けて、該信号Ga,Gb,Gcを位置検出回路３に
送るようにすれば、入力ペン２をタブレット１上で操作
し、座標入力したい位置で該入力ペン２の先端をタブレ
ット１上に押付けるのみで、位置入力することができ
る。
なお、本実施例においては、信号Ｅを各共振周波数に応
じて３系統に分けて、検出するようにしたが、メカニカ
ルフィルタ412a,412b,412cの代りに、450KHzから550KHz
にわたる帯域のメカニカルフィルタを用いて１系統に
し、発振器401から各周波数の弁別信号あるいは周波数
の切換タイミング信号などを発生させ、該タイミングと
コンパレータの出力とから、同様に各識別が可能であ
る。
（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、位置指示器と他の
回路との間にコードが不要であることはもとより、コイ
ルとコンデンサとによる同調回路を設けるのみで良く、
従来のような複雑な信号発生回路や電池等も不要であ
り、しかも複数の位置指示器のうち座標入力状態にある
位置指示器を検出できるので、例えば各位置指示器に応
じて色の指定を行わせるようなこともできる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の実施例を示す位置指示器の斜視図、第
２図は入力ペンの断面図、第３図はタイミング制御回路
のブロック図、第４図は第３図の各部の波形図、第５図
は第４図の送信と受信の関係を示すタイミングチャート
である。 １……タブレット、２……入力ペン（位置指示器）、３
……位置検出回路、４……タイミング制御回路、13……
アンテナコイル、14……座標入力範囲、22……同調回
路、221……スイッチ、415a,415b,415c……コンパレー
タ。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】座標入力装置の複数の位置指示器のうち、
    いずれの位置指示器が使用されているかを検出する位置
    指示器の状態検出方式であって、 複数の位置指示器に同調周波数が異なる同調回路をそれ
    ぞれ設け、 電波発生手段より前記各同調周波数とほぼ同一周波数の
    複数の電波を順次、間欠的に発信し、 該電波の発信を停止している期間中、電波検出手段によ
    り電波を受信し、 該受信された電波の周波数が、前記複数の位置指示器に
    設けられた同調回路のうちのいずれの同調回路の同調周
    波数とほぼ同一であるかを検出し、 該検出の結果より、前記複数の位置指示器のうち、いず
    れの位置指示器が使用されているかを検出する ことを特徴とする位置指示器の状態検出方式。
  2. 【請求項２】電波の発生と電波の検出とを同一のコイル
    で交互に行うことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
    載の位置指示器の状態検出方式。
  3. 【請求項３】電波の発生及び検出を行うコイルとして座
    標入力装置のタブレットの座標入力範囲の周囲に設けた
    アンテナコイルを用いたことを特徴とする特許請求の範
    囲第１項又は第２項記載の位置指示器の状態検出方式。
  4. 【請求項４】同調回路は位置指示器がペンダウン状態に
    ある時のみ構成されることを特徴とする特許請求の範囲
    第１項乃至第３項いずれか記載の位置指示器の状態検出
    方式。
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