JPH0836451A - 同期テレメトリチャネル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、デジタルタブレットと通信を行な
うスタイラス用として改善されたテレメトリシステムを
提供するものである。 【構成】 本発明はペン、すなわちスタイラスがコンピ
ュ−タのディスプレイの上に位置し、コンピュ−タによ
りスタイラスの位置を検出する信号を生ずるペンを基礎
にしたコンピュ−タであり、スタイラスはテレメトリ用
の搬送波として使用される二番目の信号を発生し、スタ
イラスからのデ−タをコンピュ−タに伝える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はスタイラスとデジタルタ
ブレットとの間のテレメトリに関する。

【０００２】

【従来技術】位置検出図１は非常に簡単にしたデジタル
タブレット３とそれに関連したスタイラス６の図であ
る。デジタルタブレットは携帯型コンピュ−タ（図示し
ていない）のディスプレイの上に透明的に置かれる形を
取っている。タブレットとスタイラスを組み合わせるこ
とにより入力をコンピュ−タに与えることができる。

【０００３】タブレット内には、４つのコ−ナ−に４つ
の電流対電圧（Ｉ−Ｖで表示する）増幅器がある。スタ
イラス６はアクティブの時、図２に示すように信号９を
発生する。この信号により電流Ｉ１−Ｉ４を誘導する
が、この電流はＩ−Ｖ増幅器で検出される。

【０００４】Ｉ−Ｖ増幅器はそれぞれ電流が（Ｉ）であ
る電圧（Ｖ）を生ずる。図示しないが周知の技術である
処理回路は電圧信号を受け、スタイラス信号６の位置を
計算する。

【０００５】電流Ｉ１からＩ４が生ずるのはスタイラス
６がコンデンサのプレ−トの様に動作するからである。
デジタルタブレット（インジウムすず酸化物のような材
料の抵抗表面すなわちグリッドを生ずる）は他のプレ−
トの様に動作する。図３に示すように、負電荷がスタイ
ラス６の先端２に加えられると、正電荷はタブレット６
の表面に誘導される。Ｉ１からＩ４の電流はこの正電荷
に加えられる。

【０００６】逆に、図４の様にスタイラス６の先端２の
正電荷によりタブレットの上に負電荷が生ずる。Ｉ１か
らＩ４の電流は負電荷に加えられる。

【０００７】図５に示すように、各電流はスタイラスか
らタブレットの１つのコ−ナ−へ直線の通路を取るよう
に見なされる。各通路の抵抗は通路の長さに左右され
る。電流の大きさはこの抵抗に左右される。このよう
に、電流を知ることにより、通路の長さを推定できる。
ここには非常に簡単な例を図示している。

【０００８】図５のスタイラスがタブレットに加えられ
た電圧源を表すとする。通路は図５に示す相対的な長さ
を有し、次の表の様に表すことができる。

【０００９】 表 通路 相対的な 相対的な 相対的な 相対的なＩ−Ｖ 長さ 抵抗 電流 電圧 ＡＡ ０．６６ ０．６６ １．５２ １．５２ ＢＢ １．００ １．００ １．００ １．００ ＣＣ ０．９３ ０．９３ １．０８ １．０８ ＤＤ ０．５５ ０．５５ １．８２ １．８２ 通路の抵抗は長さに影響しているので、相対的な抵抗は
表に示すように相対的な通路の長さに比例している。

【００１０】電流は抵抗で割算した電圧Ｖ／Ｒに等しい
ので、相対的な電流は表に示すように相対的な通路の長
さに逆比例している。

【００１１】図１のＩ−Ｖ増幅器は電流に比例する電圧
を発生している。このように、Ｉ−Ｖ増幅器の出力の相
対的な大きさは表に示す通りである。出力信号は前述の
ように、スタイラスの位置を計算するのに使用される。

【００１２】テレメトリ スタイラスにはモニタ用蓄電池により充電される回路
と、他の特徴があり、デジタルタブレットを通しこれら
の特徴をコンピュ−タに知らせている。情報は（図２の
“９”に示す）スタイラスにより生ずる信号を変調する
ことにより伝達される。信号は被変調搬送波となり、情
報の伝達はテレメトリと呼ばれている。

【００１３】本発明の目的はデジタルタブレットと通信
を行なうスタイラス用として改善されたテレメトリシス
テムを提示することである。

【００１４】さらに本発明の目的はテレメトリに専用に
使用されるチャネルを有するデジタルタブレット用のス
タイラスを提示することである。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】種々のファクタの相互
作用によりテレメトリ内に種々の問題が生ずる。たとえ
ば、スタイラスの位置が検出される時、搬送波は占有さ
れテレメトリ用に使用できない。このように、テレメト
リと位置検出は同時に占有できないので、交互に切り替
える必要がある。

【００１６】もし、位置検出に長い時間が必要ならば、
テレメトリの時間はそれに応じて短くする必要がある。
たとえば、スタイラスによりデジタルタブレットの上に
書き込みを行なう手書きがコンピュ−タに識別される
と、スタイラスの位置はテレメトリに使用される時間を
減らすことにより相対的な時間モニタされる。

【００１７】テレメトリの時間を減らすことは同じ量の
デ−タを伝送するためには各期間内に早いデ−タ速度を
使用する必要があることを示している。しかし、早いデ
−タ速度はスタイラスの信号が特定の帯域幅に制限され
るので多分に実現の可能性がない。この帯域により最大
のデ−タ速度が決まる。

【００１８】さらに、帯域幅の制限により図６のＴＳに
図示するように、信号の整定時間の下限が決められる。
整定時間を制限することにより、各パルスの期間が図６
の理想期間Ｔから図示のト−タル期間まで延びる。

【００１９】個々のパルスの期間を増加することにより
所定の期間で送信されるト−タル数が減少する。

【００２０】それ故、位置信号９の帯域幅を制限するこ
とと共に、テレメトリに割り当てられた間隔を制限する
ことにより伝送されるデ−タ数も制限される。時間が経
過するにつれて、より多くのデ−タ数がテレメトリによ
り伝送される。この制限は避けることが必要である。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明は、デジタルタブ
レットと通信を行なうスタイラス用として改善されたテ
レメトリシステムを提示し、さらに本発明は、テレメト
リに専用に使用されるチャネルを有するデジタルタブレ
ット用のスタイラスを提示することである。

【００２２】本発明で提示される同期テレメトリチャネ
ルは以下に示すものである。

【００２３】デジタルタブレット用のスタイラスで、位
置情報を作るための一番目のオッシレ−タと、テレメト
リ搬送波信号を作るための二番目のオッシレ−タとを備
えた同期テレメトリチャネル。

【００２４】デジタルタブレット用のスタイラスで、オ
ッシレ−タと、前期オッシレ−タに基づき一番目の信号
を作る手段と、前期オッシレ−タに基づき二番目の信号
を作る手段とを備えた同期テレメトリチャネル。

【００２５】位置信号がｆの周波数で、ｎが整数の時テ
レメトリの搬送波がｎｆの周波数である請求項１に記載
の同期テレメトリチャネル。

【００２６】位置信号がｆの周波数で、ｎが整数の時テ
レメトリの搬送波がｆ／ｎの周波数である請求項１に記
載の同期テレメトリチャネル。

【００２７】デジタルタブレット用のスタイラスで、２
つのオッシレ−タが異なる周波数で動作する同期テレメ
トリチャネル。

【００２８】スタイラスから信号を受けるデジタルタブ
レットで、一番目の周波数ｆ１に中心がある通過帯域を
有し、他の周波数でゼロである一番目のフィルタと、二
番目の周波数ｆ２に中心がある通過帯域を有し、一番目
のフィルタのゼロと一致した二番目のフィルタとを備え
た同期テレメトリチャネル。

【００２９】スタイラスから信号を受けるデジタルタブ
レットで、スタイラスにより生ずる一番目の周波数帯域
を効果的に阻止する一番目のフィルタと、前期一番目の
帯域を通過する二番目のフィルタとを備えた同期テレメ
トリチャネル。

【００３０】本発明で、提示されるスタイラスの動作法
は、スタイラスの位置を定めるステップと、スタイラス
からテレメトリデ−タを受けるステップを備える、コン
ピュ−タのディスプレイの上にあるデジタルタブレット
と関連を有するスタイラスの動作法であり、さらには、
一番目の搬送波を使用し、テレメトリデ−タを位置信号
と交互に送ること、および、二番目の搬送波を使用し、
テレメトリデ−タを単独に送ること、のステップを備
え、コンピュ−タのディスプレイの上にあるデジタルタ
ブレットと関連を有するスタイラスの動作法である。

【００３１】加えて、本発明は、２つの異なる周波数で
２つの信号を生ずるスタイラス、および、信号を整流す
る整流器と、整流信号を周期的に積分する積分器と、信
号の１つと積分の期間を同期させる位相ロックル−プ手
段とを備えた信号の１つに対する受信機と、を備えたデ
ジタルタブレットを提供する。

【００３２】さらには、本発明は、デジタルタブレット
において、周波数に変動を生ずる可能性のある２つの信
号を作るスタイラスと、信号の１つをトラッキングする
こと、トラッキングされた信号に中心がある通過帯域を
保つこと、及び他の信号に中心があるゼロを保つことの
ためのフィルタ手段とを備えた同期テレメトリチャネル
をも提供する。

【００３３】

【実施例】本発明の１つの形態として、デジタルタブレ
ット用のスタイラスが２つの信号を伝送するとしてい
る。一方の信号は位置検出用に使用されており、他方は
テレメトリ用に使用されている。

【００３４】図７は２つの異なる周波数Ｆ１とＦ２を発
生する２つのオッシレ−タを含んだスタイラス６を図示
している。信号は導体７により先端に生ずる。一方の周
波数Ｆ１は１２５ｋＨｚで図２の位置信号として使用さ
れている。他の周波数はテレメトリ用に使用されてお
り、たとえば２５０ｋＨｚ，５００ｋＨｚ，または７５
０ｋＨｚのようにＦ１の特定の倍数である。本発明では
２５０ｋＨｚの周波数が使用されている。

【００３５】図８はデジタルタブレット３と共に、携帯
型コンピュ−タのディスプレイの上で透明に重なるスタ
イラスを示している。タブレットとコンピュ−タは周知
のものである。スタイラスは２つの周波数Ｆ１とＦ２を
伝える（テレメトリと位置が同時に取られると２つの周
波数が同時に伝送されるが、同時に伝送される必要はな
い）。

【００３６】タブレットには従来の技術の１以上の受信
機が含まれているが、この受信機は２つの搬送波を受け
図に示すフィルタにこれらの搬送波を送る。フィルタ１
には、中心が約１２５ｋＨｚの伝達特性がある。各フィ
ルタ１（４つのフィルタがある）はＩ−Ｖ増幅器に対し
１２５ｋＨＺの位置信号を通すが、この増幅器は分析シ
ステム（図示していない）に加えられる信号を生じてい
る。分析システムはスタイラスの位置を計算する。

【００３７】これらのフィルタはテレメトリの搬送波を
阻止する。テレメトリの搬送波は図示のように中心がフ
ィルタ１のゼロにあるフィルタ２を通る（このゼロは図
９により明確に示してある）。この例でフィルタ２の中
心は約２５０ｋＨｚである。フィルタ２はスタイラスに
より生ずる２５０ｋＨｚのテレメトリ信号を通すが１２
５ｋＨｚの位置信号を阻止する。それ故、位置信号とテ
レメトリ信号の２つの信号は同時にデジタルタブレット
に送られる。タブレット内の回路は位置信号を処理し、
スタイラスの位置を探知する。他の回路はテレメトリ信
号を処理するが、この信号は実際には被変調搬送波であ
り、スタイラスにより送られた情報を含んでいる。

【００３８】他の実施態様 他の実施態様では、情報は位置信号（前述の例では１２
５ｋＨｚ）により運ぶこともできる。すなわち、位置信
号はすでに述べたように位置情報を与えることと情報を
運ぶことの間で取り替えることができる。さらに、テレ
メトリ搬送波は（前述の例では２５０ｋＨｚ）情報を送
ることができる。このように、２つの信号は位置情報を
伝送しない時はテレメトリデ−タ：位置信号と、さらに
希望があればとテレメトリの搬送波を運ぶ。

【００３９】考慮すべき重要な点 １．テレメトリ信号は中心を図８に示すように特定なゼ
ロに置く必要がなく、図９に示すようにたとえばＦ／
４，Ｆ／３，Ｆ／２，２Ｆ，３Ｆおよび４Ｆのいずれか
に置くことができる。ゼロのいくつかは２×１２５ｋＨ
ｚ、３×１２５ｋＨｚ、４×１２５ｋＨｚ等のように位
置信号の整数倍の位置にある。他のゼロは１／２×１２
５ｋＨｚ，１／３×１２５ｋＨｚ，１／４×１２５ｋＨ
ｚ，より詳細には１／（ｎ×１２５ｋＨｚ）等のように
整数で割った値にある。

【００４０】２．例示のフィルタには相互に阻止するゼ
ロがある。すなわち、図９において、テレメトリを通過
させるフィルタ（フィルタ２）のゼロＺ１０は位置信号
を阻止するが、位置を通過させるフィルタ（フィルタ
１）のゼロＺ９はテレメトリ信号を阻止する。

【００４１】３．一般に、テレメトリの搬送波を変調す
ることにより帯域幅が増大する。すなわち、簡単な例に
示すように、図１０の搬送波周波数ｆｃが周波数ｆｔの
ト−ンで変調されるならば、その結果生ずる信号のスペ
クトラムは図示の通りである。スペクトラムには搬送波
Ｃと２つの側帯波があり、一方はｆｃ＋ｆｔであり他方
はｆｃ−ｆｔである。これはスタイラスにより生ずるテ
レメトリの搬送波が変調される時、帯域幅がどのように
広がるかを大略示している。

【００４２】変調周波数が小さければ帯域幅の増加は非
常に小さい。このように、信号スペクトラムの全体はフ
ィルタ１のゼロの点に近いので、テレメトリ信号は図１
１に示すように効果的に阻止される。

【００４３】実際には、テレメトリ信号が占める周波数
スペクトラムは簡単には図９に示す３個組である。

【００４４】４．３９００ビット／秒のテレメトリデ−
タ速度を得ることができるが、実際には蓄電池駆動のス
タイラスの電力を保護するため、約５００ビット／秒の
デ−タ速度が好ましい。

【００４５】５．本発明は前述の特別な伝達特性を有す
るフィルタに限定されない。１つの発明的な内容はフィ
ルタによりテレメトリの搬送波を位置信号から取り出す
ことである。これを行なうため、適当な組合せの帯域通
過すなわちノッチフィルタが使用される。

【００４６】たとえば、図１２に示すように、原理的に
位置信号周波数に中心がある１つの帯域通過フィルタは
位置搬送波を取出しテレメトリ信号を阻止する。テレメ
トリ搬送波周波数に中心がある二番目の帯域通過フィル
タはテレメトリ搬送波を取出し、位置信号を阻止する。

【００４７】ノッチフィルタは図示のように、阻止され
る信号をさらに抑圧するため一方または両方に加えられ
ている。

【００４８】これらのフィルタは“原理的に”使用でき
ると述べたが、これは技術的な難しさにより有効性が妨
げられるからである。たとえば、スタイラス内のオッシ
レ−タは周波数が若干変動する。しかし、これらフィル
タの周波数特性は同じままである。このように、変動が
発生すると、これらのフィルタは正しい位置で図９のゼ
ロが生じない。

【００４９】本発明により、以下に説明するようにオッ
シレ−タの周波数を追跡するゼロを有したフィルタを与
えることができる。

【００５０】６．本発明は同期コヒ−レント検出器を使
用している。一例を図１３に示す。このタイプの検出器
は整数の期間が集められた時正弦波はゼロになることを
利用している。図１４はこのゼロを図示している。

【００５１】簡単にするため、図１４Ｂには三角波を図
示している。積分の間に、上側のピ−クの面積は下側の
ピ−クの面積を打ち消す。図示の様に、和はゼロであ
る。

【００５２】数学的にはかなり複雑であるが、図１４Ａ
の正弦波の積分は一周期にわたり積分がゼロになる性質
を有している。

【００５３】積分がゼロになるこの性質は図１３に示す
ように正弦波に搬送波が重畳された場合でも存在する。
この図で、高周波正弦波５０（テレメトリ信号を示す）
には低周波正弦波５５（位置信号を示す）が加えられて
いる。この結果生じた信号６０は被変調正弦波である。
この被変調正弦波はスタイラスにより運ばれるコンポジ
ット信号である。

【００５４】本発明ではスタイラス信号６０を整流し、
整流信号６５を作っている。本発明ではアナログ−デジ
タル変換、すなわちＡ／Ｄによりデジタルワ−ドに変換
される継続電圧を作るため整流信号６５を積分してい
る。

【００５５】しかし、この積分は連続ではなく周期的
に、しかも位置信号５５の周期に等しい期間行なわれる
（または、整流され信号６５となる）。すなわち、積分
Ａ／Ｄは信号５５（または信号６５）の周波数に等しい
速度でクロックされている。たとえば、信号６５につい
ては、積分サイクルは点７０で始まり点７５で終わる。
このクロック速度はテレメトリ周波数（信号５０）の整
数倍であり、さらにテレメトリ信号は整流されないの
で、テレメトリ信号は各積分期間にわたり積分するとゼ
ロになる。しかし、位置信号は整流され負でない振れを
受けているので、積分するとゼロではなく正の電圧とな
り、この電圧はＡ／Ｄ回路（明確には図示していない）
により処理される。

【００５６】クロック周波数は受信信号６０から得られ
る。周知の技術の位相ロックル−プ（ＰＬＬ）回路は入
力信号６０を検出し、同一周波数のパルス列を生ずる。
このパルス列は集積用Ａ／Ｄのクロックを定めるのに使
用される。

【００５７】伝達関数が図９で示されるｓｉｎｘ／ｘの
フィルタとして図１４の装置が働くことを示すため、よ
り複雑な数学的分析を行なうことができる。

【００５８】このタイプのフィルタを使用する主な利点
はＰＬＬが信号６０（さらに信号５５）の周波数をトラ
ッキングし、位置周波数がドリフトした場合でも図９に
示す位置周波数に伝達関数の中心を保つことである。

【００５９】図１３のこのシステムではテレメトリ信号
を抑圧し位置信号を取り出す。同様に、二番目のシステ
ムでは位置信号を抑圧しテレメトリ信号を取り出す。

【００６０】７．図２の位置信号９は少なくとも次の点
でテレメトリ信号と機能的に異なる。スタイラスの位置
が検出された時、スタイラスはスタイラスがどこにあっ
ても同じ位置信号を出す。スタイラス信号がスタイラス
を離れる時信号が取り出されるが、位置情報は含まれな
い。位置情報は前述の様に、信号により誘導された電圧
から作られる。

【００６１】これとは対照に、テレメトリ情報はスタイ
ラスを離れた瞬間のテレメトリ信号に含まれている。

【００６２】このように、位置情報は位置信号から作ら
れるが、スタイラスは位置情報を伝えない。

【００６３】８．２つのオッシレ−タについてはすでに
述べた。しかし、２つの異なる周波数は周波数逓倍およ
び分割技術により１つのオッシレ−タから得ることがで
きる。

【００６４】多くの代替および変更は本発明の精神およ
び範囲から外れることなく行なうことができる。特許証
により保護される内容は以下の特許請求の範囲に記載さ
れる発明である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 デジタルタブレットを示している。

【図２】 デジタルタブレットを示している。

【図３】 図１と図２のスタイラス６がデジタルタブレ
ット３内でどのように電流を誘導するか図示している。

【図４】 図１と図２のスタイラス６がデジタルタブレ
ット３内でどのように電流を誘導するか図示している。

【図５】 デジタルタブレット上の非常に簡略された電
流の通路を示している。

【図６】 パルス変調搬送波および整定時間ＴＳを示し
ている。

【図７】 異なる周波数で２つの信号を出す２つのオッ
シレ−タを含んだスタイラスを図示している。

【図８】 本発明の１つの形態を示している。

【図９】 図８に示す拡大した２つの伝達特性と共にフ
ィルタの一般的な伝達特性を示している。

【図１０】 テレメトリ周波数ｆｃが周波数ｆｔのト−
ンで振幅変調された時発生する２つの側帯波を図示して
いる。

【図１１】 図１０で側帯波が占める帯域幅が十分に小
さくフィルタ１がこれらの側帯波を阻止していることを
示している。

【図１２】 本発明の他の形態を図示している。

【図１３】 同期検出器が図９に示すゼロを生ずる効果
を有していることを示している。

【図１４】 図１４Ａは図１４Ｂに示す三角波と比較し
て正弦波の積分がどのように一周期にわたりゼロとなる
かを図示している。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】デジタルタブレット用のスタイラスで、 ａ）位置情報を作るための一番目のオッシレ−タと、 ｂ）テレメトリ搬送波信号を作るための二番目のオッシ
   レ−タと、 を備えた同期テレメトリチャネル。
2. 【請求項２】デジタルタブレット用のスタイラスで、 ａ）オッシレ−タと、 ｂ）前期オッシレ−タに基づき一番目の信号を作る手段
   と、 ｃ）前期オッシレ−タに基づき二番目の信号を作る手段
   と、 を備えた同期テレメトリチャネル。
3. 【請求項３】位置信号がｆの周波数で、ｎが整数の時テ
   レメトリの搬送波がｎｆの周波数である請求項１に記載
   の同期テレメトリチャネル。
4. 【請求項４】位置信号がｆの周波数で、ｎが整数の時テ
   レメトリの搬送波がｆ／ｎの周波数である請求項１に記
   載の同期テレメトリチャネル。
5. 【請求項５】デジタルタブレット用のスタイラスで、 ａ）２つのオッシレ−タが異なる周波数で動作する、 同期テレメトリチャネル。
6. 【請求項６】スタイラスから信号を受けるデジタルタブ
   レットで、 ａ）一番目の周波数ｆ１に中心がある通過帯域を有し、
   他の周波数でゼロである一番目のフィルタと、 ｂ）二番目の周波数ｆ２に中心がある通過帯域を有し、
   一番目のフィルタのゼロと一致した二番目のフィルタ
   と、 を備えた同期テレメトリチャネル。
7. 【請求項７】スタイラスから信号を受けるデジタルタブ
   レットで、 ａ）スタイラスにより生ずる一番目の周波数帯域を効果
   的に阻止する一番目のフィルタと、 ｂ）前期一番目の帯域を通過する二番目のフィルタと、 を備えた同期テレメトリチャネル。
8. 【請求項８】次のステップを備え、コンピュ−タのディ
   スプレイの上にあるデジタルタブレットと関連を有する
   スタイラスの動作法： ａ）スタイラスの位置を定めること；さらに同時に、 ｂ）スタイラスからテレメトリデ−タを受けること。
9. 【請求項９】次のステップを備え、コンピュ−タのディ
   スプレイの上にあるデジタルタブレットと関連を有する
   スタイラスの動作法： ａ）一番目の搬送波を使用し、テレメトリデ−タを位置
   信号と交互に送ること、および、 ｂ）二番目の搬送波を使用し、テレメトリデ−タを単独
   に送ること。
10. 【請求項１０】次のものを備えたデジタルタブレット： ａ）２つの異なる周波数で２つの信号を生ずるスタイラ
    ス；および、 ｂ）次のものを備えた信号の１つに対する受信機： １）信号を整流する整流器、 ２）整流信号を周期的に積分する積分器、 ３）信号の１つと積分の期間を同期させる位相ロックル
    −プ手段。
11. 【請求項１１】 デジタルタブレットにおいて、 ａ）周波数に変動を生ずる可能性のある２つの信号を作
    るスタイラス； ｂ）次のもののためのフィルタ手段： １）信号の１つをトラッキングすること、 ２）トラッキングされた信号に中心がある通過帯域を保
    つこと、 ３）他の信号に中心があるゼロを保つこと、 を備えた同期テレメトリチャネル。