JPH07319612A - 静電結合入力装置 - Google Patents

静電結合入力装置

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JPH07319612A
JPH07319612A JP10855394A JP10855394A JPH07319612A JP H07319612 A JPH07319612 A JP H07319612A JP 10855394 A JP10855394 A JP 10855394A JP 10855394 A JP10855394 A JP 10855394A JP H07319612 A JPH07319612 A JP H07319612A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電極数が増えても位置検出精度や検出速度の
低下を防止する。 【構成】 センスボード1上の検出領域を多分割し、入
力座標検出時にセンスボード1上の多分割領域の各検出
電極2,3から、極性の異なった異なる波形の鋸歯状波
信号を発信し、この信号を静電結合により指示具13内
の受信器で受信し、この受信信号を用いて指示具13の
位置を検出する。このとき、静電結合により指示具13
と結合した波形がセンスボード1上のどの領域から放出
された信号であるかは、極性が異なっているので容易に
識別でき、このため、センスボード1上のそれぞれの領
域内で同時に走査が可能で、従来のようにX軸およびY
軸のすべての検出電極列を1ラインづつ順次印加してい
たのに比べて、分割領域の数の分だけ高速にスキャンが
行えて検出速度は向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、デジタイザおよびタブ
レットなどのコンピュータ入力装置のうち静電結合方式
の静電結合入力装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、センスボード上のX軸方向および
Y軸方向に上下に対向するように発信用の検出電極列を
配し、このセンスボード上を自由に動かすことのできる
指示具としてのペン内に受信器を設けている。この場合
の入力座標検出は、センスボード上の検出電極からパル
ス信号をX軸方向またはY軸方向に順次1列づつ放出し
て電極列の一方向から順にパルスを加えて行き、このパ
ルスをペン内の受信器と静電結合させ、どの検出電極の
検出パルスと結合したかを判別することによりペンの指
示位置を検出する。これをX軸およびY軸の両軸方向に
ついて行うことによりセンスボード上のペンの指示位置
を判別することができる。即ち、電極列から発信される
パルスをペン内に設けられた受信器と静電結合した検出
電極によりペンが指示したX軸,Y軸それぞれの位置を
検出するのである。
【0003】また、センスボード上のX軸方向およびY
軸方向に上下に対向するように受信用の検出電極列を配
し、このセンスボード上を自由に動かすことができる指
示具としてのペン内に発信器を設けている。この場合の
入力座標検出は、ペン内の発信器から検出パルスを発信
して、センスボード上のペンの指示位置にある検出電極
と静電結合させる。このセンスボード上の検出電極は1
列づつスキャンを行い、どの検出電極と検出パルスが結
合したかを判別することによりペンの指示位置を検出す
る。これをX軸およびY軸の両軸について行うことによ
りセンスボード上のペンの指示位置を判別することがで
きる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の静
電結合入力装置では、電極列を1本づつ順にパルス印加
して行くため、センスボードの面積が大きくなったり、
高精度検出のため電極間ピッチを狭くしたりして電極列
の総数が増えてくると、すべてをスキャンするのに時間
がかかり検出速度が低下するという欠点があった。ま
た、これに対応するため、電極数を減らす目的で、電極
間隔を広くすると検出精度が落ち、また、電極列の中間
にペンがくると結合電圧が低下するためパルス電圧を大
きくしなければならず、電極間隔を広げることには問題
が多い。
【0005】また、デジタイザやタブレットなどの入力
時において、ペンに入力消去など2つ以上の機能を持た
せるためにはペン機能の切り替えを行わなければなら
ず、従来はこれをコンピュータなどでソフトで切り替え
ており、とても煩わしく、入力時の障害になっていた。
【0006】本発明は、上記従来の問題を解決するもの
で、電極数が増えても位置検出精度や検出速度の低下を
防止でき、また、入力効率よく複数機能を持たせること
ができる静電結合入力装置を提供することを目的とす
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の静電結合入力装
置は、センスボード上のX軸方向およびY軸方向に上下
に対向するように発信用検出電極列を設け、該センスボ
ード上を自由に移動可能な指示具内に受信器を設け、入
力座標検出時に該センスボード上の発信用検出電極から
信号を検出電極に順次放出し、この信号を静電結合によ
り該指示具の受信器で受信させ、この受信信号から該指
示具の指示位置を検出する静電結合入力装置において、
該センスボードの検出領域を多分割した分割検出領域
と、波形の異なる信号、周波数の異なる信号、および波
高値の異なる信号のうちいずれかを検出信号として該分
割検出領域毎の発信用検出電極列に印加する手段とを有
するものであり、そのことにより上記目的が達成され
る。また、好ましくは、本発明の静電結合入力装置にお
けるセンスボード上を自由に動かすことができる指示具
に、センスボード上の発信用検出電極からの信号を判別
するための判別手段を接続する。さらに、好ましくは、
本発明の静電結合入力装置における発信用検出電極から
の信号を判別するための判別手段を指示具内に内臓す
る。さらに、好ましくは、本発明の静電結合入力装置に
おける分割検出領域の発信用検出電極列に印加する信号
がそれぞれ異なる鋸歯状波を用いる。
【0008】また、本発明の静電結合入力装置は、セン
スボード上のX軸方向およびY軸方向に上下に対向する
ように受信用検出電極列を設け、該センスボード上を自
由に移動可能な指示具内に発信器を設け、入力座標検出
時に該指示具内の発信器から信号を放出し、該センスボ
ード上の受信用検出電極列に静電結合により該放出信号
を結合させて該指示具の指示位置を検出する静電結合入
力装置において、該指示具ごとに波形の異なる信号、周
波数の異なる信号、および波高値の異なる信号のうちい
ずれかを検出信号として該指示具内の発信器から放出す
る手段を有するものであり、そのことにより上記目的が
達成される。また、好ましくは、本発明の静電結合入力
装置において、指示具ごとに波形の異なる信号、周波数
の異なる信号、および波高値の異なる信号のうちいずれ
かを同一のセンスボードで結合させ、該センスボードの
受信用検出電極からの信号を判別する判別手段を有す
る。さらに、好ましくは、本発明の静電結合入力装置に
おける指示具内の発信器で生成される検出信号は該指示
具ごとにそれぞれ異なる鋸歯状波を用いる。
【0009】
【作用】上記構成により、センスボード上の検出領域を
多分割し、入力座標検出時にセンスボード上の多分割領
域の各検出電極から、波形の異なる信号、周波数の異な
る信号、および波高値の異なる信号のうちいずれかを発
信し、この信号を静電結合により指示具内の受信器で受
信し、この受信信号を用いて指示具の位置を検出する。
このとき、静電結合により指示具と結合した波形がセン
スボード上のどの領域から放出された信号であるかは、
波形の異なる信号、周波数の異なる信号、および波高値
の異なる信号のうちいずれかであり容易に識別できるた
め、センスボード上のそれぞれの領域内で同時に走査が
可能で、従来のようにX軸およびY軸のすべての検出電
極列を1ラインづつ順次印加するのに比べて、分割領域
数だけ高速にスキャンが行え、位置検出精度や検出速度
は向上する。また、センスボード上に設けられた送信用
検出電極列に印加する信号に、分割領域ごとに、例えば
極性の異なる異なった波形の鋸歯状波を用いれば、静電
結合による結合波形は鋸歯状波の方向に強くピークが出
るため極性が容易に確実に判別でき、この極性からどの
分割領域からの検出パネルかを簡単な回路で判別可能と
なる。
【0010】また、入力座標検出時には、指示具内の発
信器から、指示具ごとに波形の異なる信号、周波数の異
なる信号、および波高値の異なる信号のうちいずれかを
発信し、センスボード上の検出電極列で静電結合による
信号を受信し、この受信信号を用いて指示具の指示位置
を検出するので、どの指示具からの検出信号かを識別す
ることが容易に可能となり、複数の指示具を同時使用可
能となる。また、指示具内に設けられた発信器からの信
号に指示具ごとにそれぞれ、例えば極性の異なる異なっ
た波形の鋸歯状波を用いれば、静電結合による結合波形
は鋸歯状波の極性のある方向に強くピークが現れ、どの
指示具からの信号であるかを簡単な回路で識別できるた
め、同時に複数本の指示具を用いることができ、その結
果、複数本の指示具を、例えば筆記用ペン、消去(消し
ゴム)用ペン、赤色筆記用ペンなど、1本ごとにそれぞ
れの機能をもたせることが可能となって、従来のコンピ
ュータのプログラムからメニューなどで切り換えていた
手間が省け、入力時に煩わしさが無くなって効率良く入
力することができるようになる。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。
【0012】図1は本発明の一実施例を示す静電結合入
力装置のブロック図である。図1において、センスボー
ド1上のX軸方向およびY軸方向に上下に対向するよう
に発信用検出電極列であるX軸検出電極2とY軸検出電
極3が設けられている。これらX軸検出電極2とY軸検
出電極3の検出領域をそれぞれ2分割して、X軸分割検
出領域2a,2bとY軸分割検出領域3a,3bとし
て、検出速度を向上させるためにそれぞれの領域にそれ
ぞれピーク極性の異なる異なった波形の鋸歯状波を発信
させる。Y軸検出電極切り替え器4はY軸分割検出領域
3aにあるY軸検出電極3を切り替え、Y軸検出電極切
り替え器5はY軸分割検出領域3bにあるY軸検出電極
3を切り替える。また、X軸検出電極切り替え器6はX
軸分割検出領域2aにあるX軸検出電極2を切り替え、
X軸検出電極切り替え器7はX軸分割検出領域2bにあ
るX軸検出電極2を切り替える。
【0013】また、発信器8は、互いに極性の異なる鋸
歯状波を発生させる鋸歯状波発生器9,10に接続さ
れ、これら鋸歯状波発生器9,10はそれぞれXY切り
替え器11,12にそれぞれ接続されている。このXY
切り替え器11はY軸検出電極切り替え器4とX軸検出
電極切り替え器7に接続され、また、XY切り替え器1
2はY軸検出電極切り替え器5とX軸検出電極切り替え
器6に接続されている。
【0014】さらに、このセンスボード1上を自由に動
かすことができる位置指示具としてのペン13内には受
信器が設けられている。このペン13の受信器はピーク
極性検出器14に接続され、ピーク極性検出器14は位
置検出器15に接続されている。
【0015】図2は図1の静電結合入力装置における鋸
歯状波発生回路9,10の回路図である。図2におい
て、オペアンプ16の+入力端子は接地され、その−入
力端子はコンデンサ17を介してその出力端子に接続さ
れるとともに、オペアンプ18の+入力端子に接続され
ている。このオペアンプ18の−入力端子はコンデンサ
19を介してその出力端子に接続されている。
【0016】上記構成により、入力座標検出は、センス
ボード1上の検出電極からパルス信号を発信し、この信
号の静電結合によりペン4の受信器で受信させることに
よりペン位置を検出する。このとき、発信器8で作られ
た基準パルスをもとに、鋸歯状波発生器9,10で正極
および負極方向のピークを持った図3に示す鋸歯状波
A,Bを作る。それぞれの信号A,BをXY軸切替器1
1,12それぞれにより、時分割でX軸およびY軸の検
出信号とする。センスボード1はX軸方向およびY軸方
向にY軸分割検出領域3a,3bおよびX軸分割検出領
域2a,2bにそれぞれ2分割されており、X軸方向ま
たはY軸方向について分割領域の片側から同時に正極お
よび負極方向のピークを持った鋸歯状波信号A,Bをそ
れぞれの分割領域の検出電極2,3に信号を印加してい
く。X軸方向またはY軸方向のスキャン終了後、残った
軸方向についても同様に同時に正極方向および負極方向
のピークを持った鋸歯状波信号A,Bの印加を行う。
【0017】一方、ペン13でセンスボード1上の1点
を指示すると、ペン13内の受信器とセンスボード1上
の検出電極2,3が静電結合により結合するが、結合に
より信号の低周波成分は除去され高周波成分のみが伝搬
される。その結果、鋸歯状波信号A,Bの急峻な部分が
高レベルに結合し、緩慢な部分は結合が低レベルの静電
結合波形信号A’,B’になる。このため、ピーク極性
検出器14により極性判定比較を行うことによって、ど
ちらの分割領域をペン13が指示しているかが容易に確
実に判別できる。図3の静電結合波形信号A’は正極性
の鋸歯状波信号Aの静電結合波形を示し、静電結合波形
信号B’は正極性の鋸歯状波信号Bの静電結合波形を示
している。どちらの領域かを元に位置検出器15により
ペン13の位置を検出することができ、本実施例の場合
は2分割しているのでスキャン時間を1/2に短縮する
ことができる。
【0018】したがって、従来、検出電極に1ラインづ
つパルスを印加することによりスキャンしていたものを
検出電極列を複数のグループとし、グループ内で順に他
のグループと同時に同一方向に検出パルスの印加を行
う。このとき、受信器と静電結合した信号が、どのグル
ープからの信号であるかを、信号が静電結合した後、識
別しやすい形態とすることにより、同時に複数のグルー
プの検出電極列に平行して検出パルスを印加でき、検出
速度を向上することができる。この静電結合入力装置の
検出に用いる検出パルスの形態は各グループごとに同時
に放出しても静電結合による結合波形を簡単な回路で判
別しやすくするため、急峻な部分と緩暖な部分のある鋸
歯状波を用いる。
【0019】なお、本実施例では検出領域を2分割した
が、複数に分割することができ、検出領域を複数に分割
した場合、スキャン時間を複数分の1に短縮することが
できる。また、2つの分割領域内のスキャン方法につい
ては、図4に示す平行スキャン、図5に示す対向スキャ
ン、図6に示す放射スキャンなどが考えられる。さら
に、本実施例では示さなかったが、X軸とY軸を分割領
域としX軸とY軸を同時に、それぞれ極性の異なる鋸歯
状波でスキャンする方法も考えられる。これらの場合、
隣り合う、または上下の検出電極に同時に極性の異なる
パルスを印加すると静電結合による検出信号が打ち消し
合うため、信号の印加時間をずらすなどの対策が必要と
なる。
【0020】図7は本発明の他の実施例を示す静電結合
入力装置のブロック図である。図7において、発信器2
1は、正極性の鋸歯状波を出力する鋸歯状波発生器22
を介して位置指示具としてのペン23に接続され、ま
た、発信器24は、負極性の鋸歯状波を出力する鋸歯状
波発生器25を介して位置指示具としてのペン26に接
続されている。このペン23,26には発信器が内臓さ
れており、センスボード27上をそれぞれ自由に動かす
ことができるように構成されている。
【0021】このセンスボード27上のX軸方向および
Y軸方向に上下に対向するように発信用検出電極列であ
るX軸検出電極28とY軸検出電極29がX軸方向およ
びY軸方向それぞれに一定間隔で設けられている。Y軸
検出電極切り替え器30はY軸検出電極29を切り替
え、X軸検出電極切り替え器31はX軸検出電極28を
切り替える。これらY軸検出電極切り替え器30とX軸
検出電極切り替え器31はXY切り替え器32に接続さ
れ、このXY切り替え器32はピーク極性検出器33を
介して位置検出器34に接続され、位置検出器34から
データ出力される。
【0022】上記構成により、入力座標検出は、ペン2
3,26内の発信器から信号を放出し、センスボード2
7上の検出電極列に静電結合による信号によりペン2
3,26の指示位置を検出する。このとき、2本のペン
23,26内の発信器にそれぞれ極性の異なる異なった
波形の鋸歯状波信号を用いることにより複数のペン2
3,26を区別して同時に用いることができる。
【0023】これらペン23,26からの検出パルスは
静電結合によりセンスボード27上に構成された検出電
極28,29と静電結合により結合する。結合された波
形は鋸歯状波信号の急峻な部分が高レベルに結合し、緩
慢な部分は結合が低レベルになるため、ピーク極性検出
器33により極性判定を行うことにより、ペン23,2
6のうちどちらのペンで指示しているかを容易に確実に
判定することができる。続いて、位置検出器34により
ペン23,26の指示する座標をそれぞれ検出する。例
えば、ペン23で筆記、ペン26で消去など、ペンによ
って意味付けを行うことによりペン入力を簡素化するこ
とができる。
【0024】したがって、複数のペンを同時に使用し、
ペンにそれぞれの役割をもたせることでペン機能をコン
ピュータ上からソフトにより切り替えなくてもよくな
る。この方法は、ペン内の発信器からの信号をペンによ
り種々異なる波形とすることにより、どのペンが用いら
れたかを識別できるようにしている。このペン内の発信
器から発信する検出パルスは、極性の異なる異なった波
形の鋸歯状波を用いることにより、静電結合による結合
波形がどのペンからのものか、簡単な回路で識別しやす
くしている。
【0025】なお、ペン23,26に電源および鋸歯状
発生器を内臓させることにより、ペンのコードレス化も
可能である。また、1本のペンの内部に発信器および鋸
歯状波発生器を内臓し、手元スイッチで、筆記や消去な
どの機能を切り換えるようにしたものも考えられる。
【0026】なお、上記各実施例では、検出信号として
極性の異なる異なった波形の鋸歯状波を用いたが、それ
以外の波形の異なる信号、周波数の異なる信号、および
波高値の異なる信号などを用いることができる。
【0027】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、センスボ
ード上のX軸およびY軸の検出電極を従来は一本一本順
次信号を印加して検出信号としていたものを、分割領域
どうしは同時に信号印加を行うことができるため、従来
の検出速度に比べて分割領域倍だけ高速化することがで
きる。このため、センスボードが大型化または高精度化
のために検出電極数が増加しても、検出電極数の増加に
よる検出精度や検出速度の低下を防止することができ
る。また、検出パルスに鋸歯状波を用いることにより、
静電結合波形を簡単な回路で容易に確実に判別すること
ができる。さらに、複数の指示具を同時に使用しても、
指示具からのパルスの静電結合波形が異なっているた
め、どの指示具が使用されているかを容易に識別でき
て、入力効率よく複数機能を持たせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す静電結合入力装置のブ
ロック図である。
【図2】図1の静電結合入力装置における鋸歯状波発生
回路9,10の回路図である。
【図3】図1の静電結合入力装置における検出パルスと
その静電結合信号の波形図である。
【図4】図1の2つの分割領域内のスキャン方法として
検出電極の平行スキャンを示す図である。
【図5】図1の2つの分割領域内のスキャン方法として
検出電極の対向スキャンを示す図である。
【図6】図1の2つの分割領域内のスキャン方法として
検出電極の放射スキャンを示す図である。
【図7】本発明の他の実施例を示す静電結合入力装置の
ブロック図である。
【符号の説明】
1,27 センスボード 2,28 X軸検出電極 2a,2b X軸分割領域 3,29 Y軸検出電極 3a,3b Y軸分割領域 4,5,6,7,30,31 検出電極切り替え器 8,21,24 発信器 9,10,22,25 鋸歯状波発生器 11,12,32 XY切り替え器 13,23,26 ペン(指示具) 14,33 ピーク極性検出器 15,34 位置検出器

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 センスボード上のX軸方向およびY軸方
    向に上下に対向するように発信用検出電極列を設け、該
    センスボード上を自由に移動可能な指示具内に受信器を
    設け、入力座標検出時に該センスボード上の発信用検出
    電極から信号を検出電極に順次放出し、この信号を静電
    結合により該指示具の受信器で受信させ、この受信信号
    から該指示具の指示位置を検出する静電結合入力装置に
    おいて、 該センスボードの検出領域を多分割した分割検出領域
    と、波形の異なる信号、周波数の異なる信号、および波
    高値の異なる信号のうちいずれかを検出信号として該分
    割検出領域毎の発信用検出電極列に印加する手段とを有
    する静電結合入力装置。
  2. 【請求項2】 センスボード上のX軸方向およびY軸方
    向に上下に対向するように受信用検出電極列を設け、該
    センスボード上を自由に移動可能な指示具内に発信器を
    設け、入力座標検出時に該指示具内の発信器から信号を
    放出し、該センスボード上の受信用検出電極列に静電結
    合により該放出信号を結合させて該指示具の指示位置を
    検出する静電結合入力装置において、 該指示具ごとに波形の異なる信号、周波数の異なる信
    号、および波高値の異なる信号のうちいずれかを検出信
    号として該指示具内の発信器から放出する手段を有する
    静電結合入力装置。
  3. 【請求項3】 前記検出信号はそれぞれ異なる鋸歯状波
    を用いる請求項1または2記載の静電結合入力装置。
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