JPH0751629Y2

JPH0751629Y2 - 座標入力装置

Info

Publication number: JPH0751629Y2
Application number: JP1991034787U
Authority: JP
Inventors: 正小林
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1991-02-21
Filing date: 1991-02-21
Publication date: 1995-11-22
Anticipated expiration: 2000-01-22
Also published as: JPH0656826U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は座標入力装置、特にタブ
レットの入力面に設けた導体ループ群と入力用ペンに内
蔵したコイルとの電磁結合箇所を検出してペン入力位置
の座標を示す電気信号を発生する座標入力装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、手書き入力される文字や図面など
のパターンを電気信号に変換する手段として、入力面の
導体ループ群と入力ペン内のコイルとの電磁結合箇所を
検出して、ペン入力位置の座標を示す電気信号（座標信
号）を発生する座標入力装置が用いられている。電磁結
合箇所を検出する際の外来雑音による検出精度の劣化を
防止するため、周波数が高い搬送波信号により入力面の
導体ループ群あるいは入力ペン内のコイルを励振して電
磁結合の強度を向上するようにした座標入力装置とし
て、特願昭５９−１２８７２８号（「座標入力装置」）
明細書記載の装置が提案されている。

【０００３】第８図および第９図はそれぞれ、従来の座
標入力装置の構成例を示すブロック図および装置内での
検波出力信号を例示する波形図である。タブレット１の
入力面には互いに直交させ配列した二組の導体ループ群
を設けてある。走査回路３Ｘおよび３Ｙは、制御回路６
から送られてくるタイミング信号および搬送波信号に応
じて、搬送波で変調した多相パルスの多相バースト信号
を発生し、二組の導体ループ群に交互に多相バースト信
号を送って各座標軸に沿って進行磁界を発生させる。入
力時、ペン７内のコイルがこの進行磁界と鎖交して、コ
イルには磁界強度の変化に応じた電圧の信号ａが誘起さ
れる。信号ａは検出回路３０へ送られて、濾波増幅器３
１を通りバースト周波に相当する側帯波成分が抑圧され
且つ増幅され、信号ｆとして検波器３２へ送られる。検
波器３２は、信号ｆを包絡線検波あるいは同期検波し
て、信号ｇとしてピーク検出回路３３に送る。ピーク検
出回路３３は、信号ｇの波形ピークを検出し、波形ピー
クのタイミングを示すパルスの信号ｈを発生して座標発
生回路８へ送る。座標発生回路８は、制御回路６から各
座標の原点に対応するタイミングを示すパルスの信号ｉ
を受信しており、信号ｉおよび信号ｈの両パルス間の時
間に比例する値のディジタル信号を発生し、これを座標
信号として送出する。信号ｉおよびｈのパルス間の時間
はペン入力位置の座標値に比例するので、座標信号は入
力座標値に比例したディジタル信号になる。

【０００４】

【考案が解決しようとする問題点】上述のような従来の
座標入力装置で、検波器３２として包絡線検波器を使用
した場合、その検波出力信号である信号ｇは、ペン７を
タブレット１の入力面に直立させて入力した時には第８
図に実線波形で示すようなほぼ対称な波形になるが、ペ
ン７を傾けると第９図に破線波形で示すごとく対称性が
くずれる。ピーク検出回路３３は、ペン７を直立した場
合には、時刻ｔ₀ピークを検出するが、ペン７を傾ける
と主ピークと異なる時刻ｔ₁のピークを検出して座標の
誤検出を生じる。

【０００５】一方、検波器３２として同期検波器を使用
すれば、主ピークの前後に現われるピークは主ピークに
対し位相が逆転しているので逆極性になり、包絡線検波
の場合のような座標誤検出は生じない。しかし、同期検
波回路は、回路構成自体が包絡線検波器に比べて大規模
になる上に、濾波増幅器３１で生ずる搬送波成分の位相
シフトおよびその変動により同期検波後の波形歪が発生
するのを防ぐため、信号ｆの搬送波成分と同位相の復調
用搬送波を発生するための回路手段、例えば位相同期ル
ープ（ＰＬＬ）、を必要とする。

【０００６】すなわち、上述のような従来の座標入力装
置は、包絡線検波を適用した場合にはペンの傾きにより
座標検出誤差を生じ易く、検出誤差の発生を防ぐために
はペン傾きに対する許容範囲を狭く制限せねばならず、
また同期検波を適用した場合には回路規模が大形化して
装置の大形化・高価格化になる、という問題点をもつ。

【０００７】本考案の目的は、上述の問題点を解決し包
絡線検波を適用し小規模な回路を付加することにより装
置を大形化・高価格化せずにペン傾きの許容範囲を広げ
られる座標入力装置を提供することにある。

【０００８】

【問題点を解決する手段】本考案の装置は、印加される
搬送波信号に応答して磁界を発生するコイルを内蔵した
ペンと、入力面下方に２組の導体のループ群を配設して
あり前記ペンによる前記入力面への入力時に前記磁界に
応答して２組の前記ループ群に誘起する電気信号をおの
おの走査して第１の電気信号を送出するタブレットとを
有する座標入力装置において、

【０００９】前記第１の電気信号および前記搬送波の波
形を加算合成する合成手段と、前記加算合成した信号の
前記搬送波の周波数を含む予め定めた帯域幅の信号成分
を通過し増幅する濾波増幅手段と、該濾波増幅した電気
信号を包絡線検波する検波手段と、該検波した電気信号
の波形のうち、定めた電圧以上の波形を残すようクリッ
プしたあとピークを検出して該ピークの時刻を示す第２
の電気信号を発生するピーク検出手段とを備え、座標の
原点に対応する時刻を示すパルス信号と前記第２の電気
信号との時刻差に応答して入力箇所の座標を示す座標信
号を送出することを特徴とする。

【００１０】

【実施例】次に、図面を参照して本考案を詳細に説明す
る。図１は本考案の第１の考案の一実施例を示すブロッ
ク図であり、図２はその動作を説明するための波形図で
ある。本実施例は、図７に示す従来の座標入力装置に対
し、合成回路７０を付加接続し、更に包絡線検波を行う
検波器６１のあとにクリップ回路６２を縦続接続した検
出回路６０を従来の検出回路３０の代りに接続した装置
である。

【００１１】入力時に、タブレット１の入力面上の進行
磁界と鎖交するペン７内のコイルに誘起された信号ａ
は、合成回路７０へ送られる。合成回路７０は、アナロ
グ加算回路であり、制御回路６から送られてくるバース
ト変調用の搬送波を受けて、これと信号ａとを電圧加算
して加算結果の信号を検出回路６０の濾波増幅器３１へ
送る。濾波増幅器３１は、合成回路７０から送られてく
る信号に含まれているバースト周波成分に対応する側帯
波成分を抑圧すると共に増幅を行って、信号ｆとして検
波器６１へ送る。この場合に、合成回路７０へ送る搬送
波の位相と信号ａの主ピークに含まれている搬送波の位
相とが一致（副ピークとは逆位相）するように、信号ａ
の極性を選定し、且つペン７を傾けて入力した時に信号
ｆの包絡線の主ピーク（時刻ｔ₀のピーク）に対しその
前後のピークが十分小さくなるように、合成回路７０へ
送る搬送波のレベルを設定しておく。検波器６１は包絡
線検波器であり、信号ｆを検波した信号ｇをクリップ回
路６２へ送る。クリップ回路６２は、主ピークレベルと
搬送波レベルとの中間に設定したクリップ電圧Ｎｃのレ
ベルで信号ｇの波形をクリップして、クリップ電圧Ｎｃ
Ｃ以上の波形部分を取出した信号ｃを発生しピーク検出
回路３３へ送る。ピーク検出回路３３は、信号ｃの波形
ピークのタイミングすなわち時刻ｔ₀でパルスが立上る
信号ｈを発生し、座標検出回路８に送る。座標検出回路
８は、原点に対応するタイミングのパルスである信号ｉ
を受信して、信号ｉおよびｈの両パルス間の時間τに比
例する値のディジタル信号を発生し、これを座標信号と
して送出する。

【００１２】上述のごとく信号ａと搬送波とを加算合成
したあと包絡線検波することにより、検波結果である信
号ｇの波形は、従来の装置で同期検波を適用して得られ
る波形を搬送波レベルの分だけレベルシフトしたものが
得られる。従って信号ｇの波形では、主ピークの前後の
ピークが搬送波レベルに対し主ピークとは逆側に現われ
るから、信号ｇをクリップすることにより主ピークの前
後のピークを完全に除去できる。この結果、従来の装置
で包絡線検波を適用した場合のようなピーク誤検出を防
ぐことができる。合成回路７０は、例えば抵抗器を二な
いし三個使用して構成でき、またクリップ回路６２は、
例えば抵抗およびダイオード各一個で構成できるから、
同期検波器を使用する場合に比べて、小形・低価格で済
む。更に位相シフトおよびその変動が大きな濾波増幅器
３１よりも前で信号ａおよび搬送波の加算合成を行って
いるので、従来装置に同期検波を適用した場合のような
ＰＬＬなどの搬送波位相同期手段を必要とせず、このよ
うな余分な回路手段を設けることにより装置が大形化・
高価格化するのを避けることができる。

【００１３】図３（ａ）および（ｂ）はおのおの、本実
施例における検波器６１の構成例を示す回路図である。
同図（ａ）の検波器６１は、半波整流による包絡線検波
回路であり、信号ｆをダイオードＤで半波整流し、抵抗
ＲおよびコンデンサＣで整流波形の尖頭値に沿って平滑
化した包絡線検波信号を、信号ｇとして送出する。この
回路は、使用部品数が少くて済み、小形・低価格にでき
る。

【００１４】同図（ｂ）の検波器６１は、全波整流によ
る包絡線検波回路であり、変成器ＴおよびダイオードＤ
₁，Ｄ₂から成る全波整流回路で信号ｆを全波整流し、
更に抵抗ＲおよびコンデンサＣで平滑化した包絡線検波
信号を、信号ｇとして送出する。この回路は、整流波形
の尖頭部の単位時間当りの個数が半波整流の場合の２倍
になるから、ピーク検出回路３３でのピーク検出の分解
能も半波整流の場合の２倍に向上できる。

【００１５】図４（ａ）および（ｂ）はそれぞれ、本実
施例におけるピーク検出回路３３の一構成例を示すブロ
ック図およびその動作を説明するための波形図である。
検波後の信号ｇは、振幅比較回路３４と微分回路３５と
に送られる。微分回路３５は信号ｇの波形を微分して信
号ｋとし、これを零交叉検出回路３６へ送る。零交叉検
出回路３６は、信号ｋの波形が零レベルになる毎にパル
スが立上る信号ｌを発生し、これを論理積ゲート３７の
一方の入力端へ送る。一方、振幅比較回路３４は、信号
ｇの電圧が予め定めたしきい値電圧Ｖｔを超えたときだ
けパルスが立上る信号ｍを発生し、これを論理積ゲート
３７の他方の入力端へ送る。論理積ゲート３７は、信号
ｌおよびｍの論理積信号である信号ｈを送出する。信号
ｇには無雑音時でもピーク以外に微分値が零になる箇所
があり、更に外来雑音などが相加すると、信号ｇの電圧
が低い部分ではその雑音のピークでも微分値が零とな
り、いずれもピークを誤検出する原因になるが、本構成
例では、信号ｇの電圧がしきい値電圧Ｖｔを超えたとき
の信号ｌのパルスだけを送出するようにして、ピーク誤
検出を防止できる。

【００１６】図５は、本実施例のピーク検出回路３３の
他の構成例を示すブロック図である。本構成例は、図４
（ａ）の回路における振幅比較回路３４の代りに、しき
い値電圧のレベルを信号ｇのピークに応動させ可変でき
るようにした比較回路３８を使用している。すなわち、
所定のしきい値電圧Ｖｔの代りに、信号ｇをピーク保持
回路４０および振幅調節回路４１に通すことによって得
られるしきい値電圧を振幅比較回路４２に送っている。
このしきい値電圧は信号ｇのピーク電圧の定数倍にな
り、振幅比較回路４２は信号ｇの電圧がしきい値電圧を
超えたときだけパルスが立上る信号を発生する。従っ
て、このしきい値電圧と信号ｇのピーク電圧との比を振
幅調節回路４１で予め適当な値に設定しておくことによ
り、信号ｇのピーク電圧の変動があっても確実に信号ｇ
のピークを検出できる。

【００１７】図６は第２の実施例を示すブロック図であ
る。本実施例では、ペン７内のコイルに発振器５０が発
生する搬送波電流を流して交番磁界を発生させて、入力
時にタブレット１の各導体ループに誘起される電圧を順
次走査することにより、入力箇所の座標を検出する。走
査回路４Ｘおよび４Ｙは、タブレット１の各導体ループ
の誘起電圧を順次走査してこれを切換回路５１へ送る。
切換回路５１は、制御回路６から送られてくる切換え信
号に応じて、走査回路４Ｘおよび４Ｙから送られてくる
二つの信号のうちの一方ずつを交互に合成回路７０へ導
く。座標発生回路８は、制御回路６から送られてくる各
座標の原点に対応するタイミングのパルス（信号ｉ）
と、検出回路６０から送られてくるパルス（信号ｈ）と
の時間間隔に比例する値のディジタル信号を発生し、こ
れを座標信号として送出する。合成回路７０および検出
回路６０は、前実施例の場合と同一構成であり、合成回
路７０は切換回路５１から送られてくる信号と発振器５
０から送られてくる搬送波とを加算合成して、検出回路
６０に送っている。従って、本実施例でも、前実施例の
場合と同様に、大形で高価格な同期検波器や位相同期手
段を用いず、ペンを傾けて入力した時にピーク誤検出が
発生するのを防止できる。

【００１８】図７は第３の実施例を示すブロック図であ
る。本実施例では、前実施例（図６参照）中の切換回路
５１を除去して、走査回路４Ｘおよび４Ｙが送出する電
圧走査信号を、それぞれ個別に設けた合成回路７０に直
接送って、両信号を同時に並列処理し、ＸおよびＹ座標
信号を示す座標信号ｘおよびｙを発生している。合成回
路７０は、電圧走査信号と発振器５０から送られてくる
搬送波とを加算合成して検出回路６０へ送る。検出回路
６０は、主ピークのタイミングで立上るパルスを発生し
座標発生回路８に送って座標信号ｘ（あるいはｙ）を発
生させる。

【００１９】本実施例でも明らかに、装置を大形化・高
価格化せずに、ペンを傾けて入力した時のピーク誤検出
を防止でき、更に両電圧走査信号の交互切換えを行わな
いので、単位時間当りの座標信号発生回数を前実施例の
場合の２倍に増大することができるという利点がある。

【００２０】

【考案の効果】以上の説明で明らかなように本考案に
は、回路規模が小さな包絡線検波器を使用して小規模な
回路を付加することにより、装置を従来のごとく大形化
・高価格化せずにペン傾きの許容範囲を拡大した座標入
力装置を実現できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図，第４図（ａ）５図ないし第７図は本考案の実施
例を示すブロック図、第３図（ａ）および（ｂ）は本考
案の実施例を示す回路図、第２図，第４図（ｂ）本考案
の実施例の動作を説明するための波形図、第８図および
第９図はそれぞれ従来の座標入力装置を説明するための
ブロック図および波形図である。１……タブレット、３Ｘ，３Ｙ，４Ｘ，４Ｙ …走査回
路、５，６……制御回路、７……ペン、８……座標発
生回路、２０Ｘ，２０Ｙ，３０，６０……検出回路、
３１……濾波増幅器、３２，６１……検波器、３３…
…ピーク検出器、３４，４２……振幅比較器、３５…
…微分回路、３６…… 零交叉検出回路、３７……論理
積ゲート、４０ ……ピーク保持回路、４１……振幅調
節回路、５０……発振器、５１……切換回路、６２…
…クリップ回路、７０……合成回路。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】印加される搬送波信号に応答して磁界を
発生するコイルを内蔵したペンと、入力面下方に２組の
導体のループ群を配設してあり前記ペンによる前記入力
面への入力時に前記磁界に応答して２組の前記ループ群
に誘起する電気信号をおのおの走査して第１の電気信号
を送出するタブレットとを有する座標入力装置におい
て、前記第１の電気信号および前記搬送波の波形を加算合成
する合成手段と、前記加算合成した信号の前記搬送波の
周波数を含む予め定めた帯域幅の信号成分を通過し増幅
する濾波増幅手段と、該濾波増幅した電気信号を包絡線
検波する検波手段と、該検波した電気信号の波形のう
ち、定めた電圧以上の波形を残すようクリップしたあと
ピークを検出して該ピークの時刻を示す第２の電気信号
を発生するピーク検出手段とを備え、座標の原点に対応
する時刻を示すパルス信号と前記第２の電気信号との時
刻差に応答して入力箇所の座標を示す座標信号を送出す
ることを特徴とする座標入力装置。
【請求項２】前記合成手段は、前記第１の電気信号に
含まれている前記搬送波の成分の主ピークの位相が前記
搬送波の位相と実質的に同じになるよう前記第１の電気
信号の極性を選定して前記搬送波と加算合成するように
した請求項１記載の座標入力装置。