JPH0844482A - Coordinate input device - Google Patents

Coordinate input device

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JPH0844482A
JPH0844482A JP18032794A JP18032794A JPH0844482A JP H0844482 A JPH0844482 A JP H0844482A JP 18032794 A JP18032794 A JP 18032794A JP 18032794 A JP18032794 A JP 18032794A JP H0844482 A JPH0844482 A JP H0844482A
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JP
Japan
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coordinate
pen
input device
coordinate input
magnetoelectric conversion
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Application number
JP18032794A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasuaki Imai
康章 今井
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Canon Electronics Inc
Original Assignee
Canon Electronics Inc
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Abstract

PURPOSE:To provide a coordinate input device capable of preventing the generation of an electromagnetic noise, suppressing the influence of an electromagnetic noise generated on the external or in an internal circuit of its own device, improving detection accuracy, detecting pen pressure, and executing operation by low current consumption and a low cost. CONSTITUTION:Plane members 2 to which plural stripe-like magnetic resistance element patterns 3 are stuck respectively along X and Y coordinate axes are arranged through a spacer 11 so that respective patterns 3 are mutually opposed, coordinates are inputted to the user plane member 2 by a pen 1 fixing a magnetic substance on its tip and the coordinates inputted by the pen 1 are detected through output changes in the patterns 3 along the X and Y axes. Each plane member 2 is formed of a transparent material, a display part 9 of a computer 8 is arranged under the coordinate input part so that the display part 9 can be observed through the members 2.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は座標入力装置、特に2次
元座標値を検出しコンピュータ等に入力する座標入力装
置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a coordinate input device, and more particularly to a coordinate input device for detecting a two-dimensional coordinate value and inputting it to a computer or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、パーソナルコンピュータやLCD
(液晶表示装置)の低消費電力化や小型薄型化に伴い、
キーボードの無いペン入力コンピュータが登場した。こ
の種の機器は、その使い勝手や携帯性を武器にコンピュ
ータ市場に新しい分野を切り開きつつあり、将来は、手
帳やノートに代わるペーパーレス化時代のツールとして
期待されている。
2. Description of the Related Art In recent years, personal computers and LCDs
With the reduction in power consumption and the reduction in size and thickness of (liquid crystal display devices),
A pen input computer without a keyboard has appeared. This kind of device is opening up a new field in the computer market with its usability and portability as a weapon, and in the future, it is expected as a tool in the paperless era replacing notebooks and notebooks.

【0003】この種の装置では、ペン入力を検出する装
置を有する。従来より、座標入力技術としては、電磁結
合方式や静電容積方式、抵抗膜方式、超音波方式が知ら
れている。
This type of device has a device for detecting pen input. Conventionally, as a coordinate input technology, an electromagnetic coupling method, an electrostatic capacity method, a resistance film method, and an ultrasonic method are known.

【0004】図8、図9は、従来例の一例として電磁結
合方式の座標入力装置の構造を示している。図8は電磁
結合方式の座標入力装置を持つペンコンピュータの概略
構成をしている。
FIG. 8 and FIG. 9 show the structure of an electromagnetic coupling type coordinate input device as an example of a conventional example. FIG. 8 shows a schematic configuration of a pen computer having an electromagnetically coupled coordinate input device.

【0005】図8のように、装置は入力/表示部である
タブレット/LCD部100と、演算処理/インターフ
ェイス部であるプリント回路基板部200から構成され
る。プリント回路基板部200は、下ケース300で補
強されている。タブレット/LCD部100は、入力部
がLCDの表示面に重ね合わされて構成されているの
で、キーボードの無い携帯性に優れたコンピュータが構
成できる。
As shown in FIG. 8, the device comprises a tablet / LCD unit 100 which is an input / display unit and a printed circuit board unit 200 which is an arithmetic processing / interface unit. The printed circuit board section 200 is reinforced by the lower case 300. Since the tablet / LCD unit 100 is configured by overlapping the input unit on the display surface of the LCD, a computer without a keyboard and having excellent portability can be configured.

【0006】プリント回路基板部200には、ACアダ
プタ400の入力コネクタや電池210、インバータ2
11、DC−DCコンバータ212等の電源部、さら
に、演算処理する論理回路部220、ICカード230
を装着可能なメモリ部、インターフェイスコネクタ24
0等から構成される。タブレット/LCD部100とプ
リント回路基板部200はインターフェイスケーブル5
00により接続されている。
The printed circuit board portion 200 includes an input connector of the AC adapter 400, a battery 210, and an inverter 2.
11, a power supply unit such as the DC-DC converter 212, a logic circuit unit 220 for performing arithmetic processing, an IC card 230
Interface part 24
It consists of 0 and so on. The interface cable 5 is provided between the tablet / LCD unit 100 and the printed circuit board unit 200.
00 for connection.

【0007】図9は、タブレット/LCD部100のタ
ブレットを電磁結合方式にて構成する場合の検出原理を
説明する。タブレット表面にはループアンテナ群101
が多数個配置されており、このループアンテナ群101
はX座標検出用の3個のループコイルX1、X2、X3
とY座標検出用の3個のループコイルY1、Y2、Y3
とで構成される。
FIG. 9 illustrates the detection principle when the tablet of the tablet / LCD unit 100 is constructed by the electromagnetic coupling method. Loop antenna group 101 on the tablet surface
Are arranged in large numbers, and this loop antenna group 101
Is three loop coils X1, X2, X3 for detecting the X coordinate
And three loop coils Y1, Y2, Y3 for Y coordinate detection
Composed of and.

【0008】一方、電子ペンの先端には、送受信コイル
102が埋め込まれており、コイルとコンデンサから成
る共振回路を構成する。電子ペンはこの共振回路を持つ
だけで、電池を内蔵していない。
On the other hand, a transmission / reception coil 102 is embedded in the tip of the electronic pen to form a resonance circuit composed of a coil and a capacitor. The electronic pen only has this resonance circuit and does not have a built-in battery.

【0009】このような構成において、電子ペンの送受
信コイル102の共振周波数に合う信号が、高周波の信
号源103、104よりループアンテナ群101に入力
すると、電子ペンの共振周波数に合う電磁波がループア
ンテナから放出される。
In such a configuration, when a signal matching the resonance frequency of the transmitting / receiving coil 102 of the electronic pen is input to the loop antenna group 101 from the high frequency signal sources 103 and 104, an electromagnetic wave matching the resonance frequency of the electronic pen is loop antenna. Emitted from.

【0010】電子ペンの送受信コイル102は共振し電
磁エネルギを蓄積する。次の瞬間にタブレット上のルー
プアンテナ群は受信回路105、106に接続され、受
信状態に切り替わり、送受信コイル102から放出され
る電磁波を検出する。上記の送信および受信時に時分割
でコイルX1〜X3、Y1〜Y3を用い、これら各ルー
プコイルの検出信号の強度分布から、ペン先の位置を求
めることができる。
The transmission / reception coil 102 of the electronic pen resonates and stores electromagnetic energy. At the next moment, the loop antenna group on the tablet is connected to the receiving circuits 105 and 106, switches to the receiving state, and detects the electromagnetic wave emitted from the transmitting / receiving coil 102. The coils X1 to X3 and Y1 to Y3 are used in time division during the above transmission and reception, and the position of the pen tip can be obtained from the intensity distribution of the detection signals of these loop coils.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
電磁結合方式のペン入力タブレットは、多数個のループ
アンテナで構成された無線局である。したがって、外部
に電磁ノイズを輻射する問題を回避するのが困難であ
り、また、図8に破線の矢印で示すように、自身のDC
−DCコンバータ212や論理回路部220から発生す
る近傍磁界により検出精度に影響を受ける問題がある。
さらに、筺体シールドが、ループアンテナ101と電子
ペン内部の送受信コイル102の間で授受される電磁波
を撹乱する問題がある。
As described above,
An electromagnetically coupled pen input tablet is a wireless station composed of multiple loop antennas. Therefore, it is difficult to avoid the problem of radiating electromagnetic noise to the outside, and as shown by the dashed arrow in FIG.
There is a problem that the detection accuracy is affected by the near magnetic field generated from the DC converter 212 and the logic circuit unit 220.
Further, there is a problem that the housing shield disturbs the electromagnetic waves transmitted and received between the loop antenna 101 and the transmission / reception coil 102 inside the electronic pen.

【0012】また、上記の電磁結合方式は、高周波回路
を使うため、消費電流も多く、また、制御回路も含める
と、価格も比較的高くなる問題がある。
Further, the electromagnetic coupling method uses a high frequency circuit, and therefore consumes a large amount of current, and if the control circuit is included, the cost is relatively high.

【0013】その他の座標入力方式としては、抵抗膜方
式や静電容量方式があるが、静電容量方式は、電磁結合
方式同様に高周波回路を使うため、消費電流も多く、コ
スト的な問題がある。
Other coordinate input methods include a resistance film method and an electrostatic capacity method. However, the electrostatic capacity method uses a high frequency circuit like the electromagnetic coupling method, and therefore consumes a large amount of current and causes a cost problem. is there.

【0014】抵抗膜方式は、消費電流は少なく価格は安
いが、検出精度が電磁結合方式や静電容量方式と比較し
て一桁落ちる問題がある。さらに、静電容量方式と抵抗
膜方式は筆圧の検出ができないという問題がある。
The resistance film method consumes less current and is inexpensive, but has a problem that the detection accuracy is reduced by one digit as compared with the electromagnetic coupling method and the capacitance method. Further, the electrostatic capacitance method and the resistance film method have a problem that the writing pressure cannot be detected.

【0015】本発明の課題は、以上の問題を解決し、電
磁ノイズを発生せず、また外部や自機の内部回路の電磁
ノイズに影響されず、検出精度が高く、筆圧の検出が可
能であり、低消費電流で安価に実施できる座標入力装置
を提供することにある。
The object of the present invention is to solve the above problems, to generate no electromagnetic noise, and not to be affected by the electromagnetic noise of the outside or the internal circuit of the own machine, and the detection accuracy is high, and the writing pressure can be detected. It is therefore to provide a coordinate input device that can be implemented at low cost with low current consumption.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに、本発明においては、2次元座標値を検出しコンピ
ュータ等に入力する座標入力装置において、座標を指示
するための先端に着磁された磁性体を有するぺンと、2
次元座標の2本の座標軸のそれぞれに沿って複数のスト
ライプ状の磁電変換素子を付着させた平面部材と、前記
平面部材上の所望の位置に前記ペン先端を配置すること
により、前記ペンの磁性体による前記磁電変換素子の出
力変化を検出し、この検出結果に基づき前記ペンによる
入力座標を演算出力する検出回路から成る構成を採用し
た。
In order to solve the above-mentioned problems, in the present invention, in a coordinate input device for detecting a two-dimensional coordinate value and inputting it into a computer or the like, the tip end for instructing the coordinate is magnetized. Pen with magnetic material
By arranging a flat member having a plurality of stripe-shaped magneto-electric conversion elements attached along each of the two coordinate axes of the dimensional coordinates and by disposing the pen tip at a desired position on the flat member, the magnetic property of the pen can be improved. A configuration including a detection circuit that detects a change in the output of the magnetoelectric conversion element by the body and calculates and outputs the input coordinates by the pen based on the detection result is adopted.

【0017】[0017]

【作用】以上の構成によれば、ペンの磁性体による磁電
変換素子の出力変化を介してペンによる入力座標を検出
することができる。
With the above arrangement, the input coordinates of the pen can be detected through the change in the output of the magnetoelectric conversion element due to the magnetic substance of the pen.

【0018】[0018]

【実施例】以下、図面に示す実施例に基づき、本発明の
詳細を説明する。本発明の座標入力装置は、磁気抵抗素
子等の磁電変換素子を用いて座標入力を行なう。以下で
は、座標入力装置をペンコンピュータに適用した実施例
を説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The details of the present invention will be described below based on the embodiments shown in the drawings. The coordinate input device of the present invention performs coordinate input using a magnetoelectric conversion element such as a magnetoresistive element. An embodiment in which the coordinate input device is applied to a pen computer will be described below.

【0019】図1は本発明の座標入力装置を採用したペ
ンコンピュータの第1の実施例を示している。
FIG. 1 shows a first embodiment of a pen computer adopting the coordinate input device of the present invention.

【0020】本実施例では、先端に磁性体を保持したぺ
ン1のぺン先を、平面部材2の表面に接触させた状態で
自在に移動して座標入力を行なう。
In this embodiment, the pen tip of the pen 1 holding the magnetic material at its tip is freely moved while being in contact with the surface of the plane member 2 to input coordinates.

【0021】平面部材2は透明であり、夫々、X座標検
出用とY座標検出用の2枚用いられる。これらの2枚の
平面部材2の対向面には、磁電変換素子として、磁気抵
抗素子パターン3が形成される。磁気抵抗素子パターン
3は、パーマロイなどの磁気抵抗素子材料を塗布した
後、櫛歯状にエッチングすることにより形成される。
The plane member 2 is transparent, and two sheets are used for detecting the X coordinate and detecting the Y coordinate, respectively. A magnetoresistive element pattern 3 is formed as a magnetoelectric conversion element on the opposing surfaces of these two planar members 2. The magnetoresistive element pattern 3 is formed by applying a magnetoresistive element material such as permalloy and then etching it in a comb shape.

【0022】磁気抵抗素子パターン3の歯部の端部に
は、コネクタランドパターン4が設置され、平面部材の
相当箇所をコネクタ5に差し込むと、磁気抵抗素子と位
置検出回路が接続される。このような構成により、ワイ
ヤーボンディングやリードの半田付けと比較して、組立
性が向上する。
A connector land pattern 4 is provided at the end of the tooth portion of the magnetoresistive element pattern 3, and when a corresponding portion of the flat member is inserted into the connector 5, the magnetoresistive element and the position detection circuit are connected. With such a configuration, assemblability is improved as compared with wire bonding and soldering of leads.

【0023】コネクタからはフレキシブル基板(FP
C)6が引き出され、後述の位置検出回路と接続されて
いる。
The flexible board (FP
C) 6 is drawn out and connected to a position detection circuit described later.

【0024】以上のようにして、コンピュータ8の座標
入力部が構成される。コンピュータ8の上面には、スイ
ッチ7が設けられ、このスイッチ7はファンクションキ
ーなどを構成し、公知の種々の情報処理のための操作、
座標系の原点リセット等の特殊操作を行なうためのもの
である。
The coordinate input section of the computer 8 is constructed as described above. A switch 7 is provided on the upper surface of the computer 8, and the switch 7 constitutes a function key or the like, and is used for various known information processing operations.
It is for performing special operations such as resetting the origin of the coordinate system.

【0025】座標入力面を構成する平面部材2の大き
さ、サイズは、コンピュータ8の表示部9の大きさ、サ
イズに一致しており、その座標も一致する。ペン1の入
力座標系と表示部9の座標系は、通常、座標検出処理に
おいて1対1に対応づけられる。
The size and size of the plane member 2 forming the coordinate input surface are the same as the size and size of the display unit 9 of the computer 8, and their coordinates are also the same. The input coordinate system of the pen 1 and the coordinate system of the display unit 9 are usually associated one-to-one in the coordinate detection process.

【0026】図4は磁電変換素子である磁気抵抗素子の
磁場の強さの変化に対する電気抵抗値の依存性のグラフ
を示している。図示のように、磁場がかかると、N極S
極に関係なく電気抵抗値は減少し、外部磁界のある強さ
で飽和する。
FIG. 4 shows a graph of the dependence of the electric resistance value on the change of the magnetic field strength of the magnetoresistive element which is the magnetoelectric conversion element. As shown, when a magnetic field is applied, the N pole S
The electric resistance value decreases regardless of the pole and saturates at a certain strength of the external magnetic field.

【0027】つまり、磁気抵抗素子は、磁界のない時が
最も電気抵抗値が高く、磁界の変化に対応する抵抗値変
化の割合は3〜4%程度である。なお磁気抵抗素子材料
としては、代表的なものにパーマロイがある。
That is, the magnetoresistive element has the highest electric resistance value when there is no magnetic field, and the rate of change in resistance value corresponding to the change in magnetic field is about 3 to 4%. As a typical magnetoresistive element material, there is Permalloy.

【0028】図2に平面部材2、および磁気抵抗素子3
を構成する磁性層の構成例を示す。前記のように、平面
部材2は透明であり、平面部材2を介して図1のコンピ
ュータ8の表示部9に表示される情報を視認することが
できる。平面部材2の材質としては、石英ガラスなどの
強化硝子やプラスチックなどが最適である。
FIG. 2 shows the plane member 2 and the magnetoresistive element 3.
An example of the structure of the magnetic layer constituting the is shown. As described above, the plane member 2 is transparent, and the information displayed on the display unit 9 of the computer 8 of FIG. 1 can be viewed through the plane member 2. As the material of the plane member 2, reinforced glass such as quartz glass or plastic is most suitable.

【0029】下側の平面部材2の上側表面には、X方向
磁気抵抗素子301であるパーマロイが約500オング
ストロームの厚さで蒸着され、X軸方向に一定の間隔を
おいて、例えば80μm、一定の幅(例えば20μm)
のストライプ状に複数条、Y軸方向に平行にエッチング
されている。この寸法設定により、0.1mmの検出精
度が確保でき、この場合、磁気抵抗素子を遮光部材と考
えると、コンピュータ表示部9からの光の透過率は80
%となる。磁気抵抗素子3上には、保護層である窒化シ
リコンの層10を約2μmの厚さで蒸着しておく。
Permalloy, which is the X-direction magnetoresistive element 301, is vapor-deposited on the upper surface of the lower planar member 2 to a thickness of about 500 angstroms, and is spaced at a constant interval in the X-axis direction, for example, 80 μm. Width (for example, 20 μm)
Are etched in stripes parallel to the Y-axis direction. With this dimension setting, a detection accuracy of 0.1 mm can be ensured. In this case, considering the magnetoresistive element as a light shielding member, the transmittance of light from the computer display unit 9 is 80.
%. On the magnetoresistive element 3, a silicon nitride layer 10 as a protective layer is vapor-deposited with a thickness of about 2 μm.

【0030】同様の部材を90度平面内で回転し、磁性
層を上向きに配置したものがY座標検出用の平面部材2
であり、これら2枚の平面部材2をスペーサ11を介し
て積層することにより座標入力部が構成される。
A plane member 2 for detecting the Y coordinate is obtained by rotating a similar member in a plane of 90 degrees and arranging the magnetic layer upward.
The coordinate input section is configured by stacking these two planar members 2 with the spacer 11 interposed therebetween.

【0031】図2右上には、ぺン1の先端部の構造を示
してある。図示のように、握り部15の先端に、着磁さ
れた磁性体13(この場合ペン先がN極となっている)
が固着されている。
In the upper right of FIG. 2, the structure of the tip of the pen 1 is shown. As shown in the figure, a magnetic body 13 is magnetized at the tip of the grip portion 15 (in this case, the pen tip is the N pole).
Is stuck.

【0032】さらに、磁性体13を包むように非磁性体
から成る接触部14が握り部15先端に設けられてい
る。この接触部14は、弾性部材l2を介して保持され
ている。接触部14は、ペン先を保護するとともに、筆
圧に応じた磁場を平面部材2の磁気抵抗素子パターン3
に作用させるためのものである。
Further, a contact portion 14 made of a non-magnetic material is provided at the tip of the grip portion 15 so as to surround the magnetic material 13. The contact portion 14 is held via the elastic member 12. The contact portion 14 protects the pen tip and applies a magnetic field according to the writing pressure to the magnetoresistive element pattern 3 of the planar member 2.
To act on.

【0033】すなわち、ペン1の先端接触部14が平面
部材の表面に接触すると、対応する座標のXおよびY方
向の座標を検出するための磁気抵抗素子3の電気抵抗値
が小さくなる。ペン1を更に強く押すと、磁性体l3と
接触部14間の空隙が減少し、磁気抵抗素子の磁気抵抗
値は更に小さくなる。この変化の大きさを筆圧情報とし
て検出することができる。
That is, when the tip contact portion 14 of the pen 1 contacts the surface of the flat member, the electric resistance value of the magnetoresistive element 3 for detecting the coordinates of the corresponding coordinates in the X and Y directions becomes small. When the pen 1 is pushed harder, the gap between the magnetic body 13 and the contact portion 14 is reduced, and the magnetic resistance value of the magnetoresistive element is further reduced. The magnitude of this change can be detected as writing pressure information.

【0034】図5に本発明による位置検出回路の例を示
す。図5において、XおよびY方向磁気抵抗素子は切替
装置としてのマルチプレクサ16に入力し、平面部材2
の磁気抵抗素子3の本数に対応した数値にプリセットさ
れたカウンタ17の示すカウント値に対応した一本の磁
気抵抗素子と定電流源18を接続する。定電流源18は
基準抵抗19を介してマルチプレクサ16に入力し、磁
気抵抗素子に電流を供給する。
FIG. 5 shows an example of the position detecting circuit according to the present invention. In FIG. 5, the X and Y direction magnetoresistive elements are input to a multiplexer 16 as a switching device, and the plane member 2
The constant current source 18 is connected to one magnetoresistive element corresponding to the count value indicated by the counter 17, which is preset to a numerical value corresponding to the number of magnetoresistive elements 3. The constant current source 18 inputs to the multiplexer 16 via the reference resistance 19 and supplies a current to the magnetoresistive element.

【0035】抵抗値検出回路20は基準抵抗19の両端
のグラウンドからの電圧値、ViとVrを計測し、以下
の計算を行って磁気抵抗素子の抵抗値Riを出力する。
すなわち、基準抵抗19の抵抗値をRSとすると、 Ri=V/I=Vi/((Vr−Vi)/Rs) =Vi*RS/(Vr−Vi) 抵抗値検出回路20は、RAM21、比較器22、演算
処理回路23に測定した抵抗値のデジタルデータを出力
する。基準抵抗19の両端の電圧Vi、Vrは、抵抗値
検出回路20に入力した時点で、ADコンバータにより
デジタル変換される。
The resistance value detection circuit 20 measures the voltage values from the ground at both ends of the reference resistance 19, Vi and Vr, and performs the following calculation to output the resistance value Ri of the magnetoresistive element.
That is, assuming that the resistance value of the reference resistor 19 is RS, Ri = V / I = Vi / ((Vr-Vi) / Rs) = Vi * RS / (Vr-Vi) The digital data of the measured resistance value is output to the device 22 and the arithmetic processing circuit 23. The voltages Vi and Vr across the reference resistor 19 are digitally converted by the AD converter when they are input to the resistance value detection circuit 20.

【0036】RAM21に入力されたデータはカウンタ
17に対応する番地、つまり、平面部材2上の所定の磁
気抵抗素子パターン3に対応する番地、に記憶され、カ
ウンタ値が一巡してもう一度同じ番地をカウントした
時、比較器22は、再び抵抗値検出回路20の出力する
値とRAMから出力される同じ番地の一巡前の値を比較
する。一方、演算処理回路23に入力されたデータは、
筆圧の検出に使用される。
The data input to the RAM 21 is stored in the address corresponding to the counter 17, that is, the address corresponding to the predetermined magnetoresistive element pattern 3 on the plane member 2, and the counter value makes one round and the same address is again stored. When counting, the comparator 22 again compares the value output by the resistance value detection circuit 20 with the value output from the RAM one cycle before. On the other hand, the data input to the arithmetic processing circuit 23 is
Used to detect pen pressure.

【0037】比較器22の出力特性を図7に示す。図示
のように、今回の値Rtが、前の値Rt−1よりRd以
上小さくなったとき、Highレベルを出力する。つま
り、比較器22は、次のように±Rdだけヒステリシス
を持っている。
The output characteristic of the comparator 22 is shown in FIG. As illustrated, when the current value Rt becomes smaller than the previous value Rt-1 by Rd or more, the High level is output. That is, the comparator 22 has a hysteresis of ± Rd as follows.

【0038】 Low→High: Rt−Rt−1< −Rd High→Low: Rt・Rt−1>Rd 比較器22の出力は演算処理回路23に入力され、比較
器出力22がLowからHighレベルになったとき、
演算処理回路23は、カウンタ値を読み取りその値をぺ
ン1の位置座標として出力する。比較器22の出力がL
owレベルになると、その座標の出力を取りやめる。
Low → High: Rt−Rt−1 <−Rd High → Low: Rt · Rt−1> Rd The output of the comparator 22 is input to the arithmetic processing circuit 23, and the comparator output 22 changes from Low to High level. When
The arithmetic processing circuit 23 reads the counter value and outputs the value as the position coordinate of the pen 1. The output of the comparator 22 is L
At the ow level, the output of the coordinates is canceled.

【0039】また、前述のように、演算処理回路23
は、抵抗値検出回路20の出力とRAM21の値から、
比較器出力22がLowからHighレベルになったタ
イミングで、変化量の大きさを検出し、変化量の大きさ
に応じた筆圧信号を出力する。比較器出力22がLow
レベルになると、その出力を取りやめる。
Further, as described above, the arithmetic processing circuit 23
From the output of the resistance value detection circuit 20 and the value of the RAM 21,
At the timing when the comparator output 22 changes from Low level to High level, the magnitude of the amount of change is detected and a writing pressure signal corresponding to the amount of change is output. Comparator output 22 is Low
When the level is reached, the output is canceled.

【0040】以下に、図6のタイミングチャートを参照
して、上記構成における座標検出動作を説明する。図6
の一点鎖線の部分に注目すると、カウンタ17は番地デ
ータ(10110111)を出力する。マルチプレクサ
16は、クロックの立ち上がりのタイミングで(101
10111)番地の磁気抵抗素子と定電流源18を接続
し、所定の動作により、抵抗値検出回路20は抵抗値2
4の測定値を出力する。
The coordinate detecting operation in the above configuration will be described below with reference to the timing chart of FIG. Figure 6
Focusing on the part indicated by the alternate long and short dash line, the counter 17 outputs the address data (10110111). The multiplexer 16 uses the (101
1011) The magnetoresistive element at the address and the constant current source 18 are connected, and the resistance value detection circuit 20 makes the resistance value 2 by a predetermined operation.
The measured value of 4 is output.

【0041】比較器22は、RAM21に記録されてい
る一巡前の(10110111)番地の抵抗値データと
抵抗値出力24である今回のデータを比較し、抵抗値が
小さくなっていることを検出し、比較出力27を出力す
る。
The comparator 22 compares the resistance value data at the address (10110111) before one cycle recorded in the RAM 21 with the current data which is the resistance value output 24, and detects that the resistance value has become small. , Comparison output 27 is output.

【0042】演算処理回路23は、比較器出力がHig
hレベルになったことを確認し、ペン1の座標データと
して座標データ(10110111)を、比較器出力が
Lowレベルに戻るまで出力する。
The comparator output of the arithmetic processing circuit 23 is High.
After confirming that the level has become the h level, coordinate data (10110111) is output as the coordinate data of the pen 1 until the comparator output returns to the Low level.

【0043】また、演算処理回路23は、一巡前と今回
の抵抗値の変化量を計測し、その変化量に応じて、図7
の右側に示す筆圧値を比較器出力がLowレベルに戻る
まで出力する。
Further, the arithmetic processing circuit 23 measures the amount of change in resistance value before and after one cycle, and according to the amount of change, FIG.
The writing pressure value shown on the right side of is output until the comparator output returns to the Low level.

【0044】一方、RAM21は、クロック28の立下
がり、即ち、図5において、インバータ29のクロック
出力の立上がりタイミングで、(10110111)番
地の記憶内容を更新する。
On the other hand, the RAM 21 updates the stored contents of the address (10110111) at the fall of the clock 28, that is, the rise timing of the clock output of the inverter 29 in FIG.

【0045】このようにして、各磁気抵抗素子のメッシ
ュ上の点を順次走査し、その点における抵抗値を測定
し、RAM21に格納するとともに、RAM21に格納
された前回の同じメッシュ上の点の抵抗値との比較に基
づき、その点にペンが存在するかどうかを判定すること
により、座標検出、およびその際の筆圧検出を行なう。
In this way, the points on the mesh of each magnetoresistive element are sequentially scanned, the resistance value at that point is measured, stored in the RAM 21, and the previous point on the same mesh stored in the RAM 21 is stored. Based on the comparison with the resistance value, it is determined whether or not the pen is present at that point, thereby detecting the coordinates and the writing pressure at that time.

【0046】以上のような処理により、ペン1の座標検
出が行なえ、磁気抵抗素子のパターンピッチのオーダの
精度で座標検出が可能となる。表示部9を視認するため
の透過率を80%程度確保することを考えても、前述の
寸法設定によれば10μmオーダの座標検出精度を達成
することができる。
By the above processing, the coordinates of the pen 1 can be detected, and the coordinates can be detected with the accuracy of the pattern pitch of the magnetoresistive element. Even if it is considered that the transmittance for visually recognizing the display unit 9 is about 80%, the coordinate detection accuracy of the order of 10 μm can be achieved by the dimension setting described above.

【0047】また、以上の構成では、磁場の変化を検出
するために磁気抵抗素子に流す電流は1mA以下でよ
く、低消費電力化が実現できる。さらに、ループアンテ
ナなどが無いため、電磁ノイズを放射せず、また、内部
回路によって影響を受けないなどの優れた利点がある。
In the above structure, the current flowing through the magnetoresistive element for detecting the change in the magnetic field may be 1 mA or less, and low power consumption can be realized. Further, since there is no loop antenna or the like, it has an excellent advantage that it does not emit electromagnetic noise and is not affected by the internal circuit.

【0048】なお、図5の検出回路では、磁気抵抗素子
のメッシュ上の交点を全て走査するようになっている。
磁気抵抗素子の歯数が増えてくると検出速度が間に合わ
なくなる可能性がある。その場合には、例えば、X座
標、Y座標で夫々1回路づつ図5と同様の構成を用い、
これらを並列に動作させることにより、検出速度の問題
を解決できる。
In the detection circuit of FIG. 5, all the intersections on the mesh of the magnetoresistive elements are scanned.
If the number of teeth of the magnetoresistive element increases, the detection speed may be too late. In that case, for example, one circuit is used for each of the X coordinate and the Y coordinate, and the same configuration as in FIG.
By operating these in parallel, the problem of detection speed can be solved.

【0049】また、図2に示した座標検出部は図3のよ
うに構成することもできる。図3の構成で図2と異なる
ところは、一枚の平面部材2の上に、ガラスなどの絶縁
性を有する保護層10を介してXおよびY方向検出用の
磁気抵抗素子301、302を重ねて蒸着エッチングし
たこと、また、保護用平面部材12をスペーサ11を介
して座標入力面に配置した点である(ここでは図2と異
なりy軸方向からの側面を図示している)。
Further, the coordinate detecting section shown in FIG. 2 can be configured as shown in FIG. The configuration of FIG. 3 is different from that of FIG. 2 in that the magnetoresistive elements 301 and 302 for detecting the X and Y directions are superposed on one plane member 2 via a protective layer 10 having an insulating property such as glass. That is, the protective flat member 12 is disposed on the coordinate input surface via the spacer 11 (here, unlike FIG. 2, the side surface from the y-axis direction is shown).

【0050】図3の構成によれば、一枚の基板にXY座
標検出素子を形成してあるため、2枚の平面部材間の位
置合わせをする必要がなく、組立性が向上し、また、座
標検出精度や絶対座標についての製品間のばらつきがな
くなる、という利点がある。
According to the structure shown in FIG. 3, since the XY coordinate detecting element is formed on one substrate, it is not necessary to align the two planar members with each other, and the assemblability is improved. There is an advantage that there is no variation between products in terms of coordinate detection accuracy and absolute coordinates.

【0051】さらに、図3の構成では、保護用平面部材
12の側からぺンlを当てて座標入力を行なうようにな
っているので、保護用平面部材12には前述の平面部材
2ほどの強度が必要なく、薄く構成できるため、磁気抵
抗素子の抵抗値変化が増大し、信号のSN比が向上し、
筆圧感度も向上するという利点がある。
Further, in the structure shown in FIG. 3, since the pen 1 is applied from the side of the protective flat member 12 to input the coordinates, the protective flat member 12 has the same size as the flat member 2 described above. Since it does not require strength and can be made thin, the change in the resistance value of the magnetoresistive element increases and the SN ratio of the signal improves,
There is an advantage that the writing pressure sensitivity is also improved.

【0052】[0052]

【発明の効果】以上から明らかなように、本発明によれ
ば、2次元座標の2本の座標軸のそれぞれに沿って複数
のストライプ状の磁電変換素子を付着させた平面部材上
に座標入力を行なわせ、ペンの磁性体による磁電変換素
子の出力変化を介してペンによる入力座標を検出する構
成なので、電磁ノイズを発生せず、また外部や自機の内
部回路の電磁ノイズに影響されず、検出精度が高く、筆
圧の検出が可能であり、低消費電流で安価に実施できる
優れた座標入力装置を提供することができる。
As is apparent from the above, according to the present invention, coordinate input is performed on a planar member having a plurality of stripe-shaped magnetoelectric conversion elements attached along each of two coordinate axes of a two-dimensional coordinate. Since it is configured to detect the input coordinate by the pen through the output change of the magnetoelectric conversion element by the magnetic body of the pen, it does not generate electromagnetic noise, and is not affected by the electromagnetic noise of the outside or the internal circuit of the own machine, It is possible to provide an excellent coordinate input device that has high detection accuracy, can detect pen pressure, and can be implemented at low cost with low current consumption.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による座標入力装置の入力部の構成を示
した斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of an input unit of a coordinate input device according to the present invention.

【図2】図1の装置の座標検出素子部を説明する断面図
である。
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a coordinate detection element unit of the device of FIG.

【図3】図1の装置の座標検出素子部の異なる構成を説
明する断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a different configuration of the coordinate detection element unit of the device of FIG.

【図4】図1の装置に用いられる磁気抵抗素子の動作原
理を説明するグラフ図である。
4 is a graph illustrating the operating principle of a magnetoresistive element used in the device of FIG.

【図5】図1の装置に用いられる座標検出回路のブロッ
ク図である。
5 is a block diagram of a coordinate detection circuit used in the device of FIG.

【図6】図5における座標検出処理を説明するタイミン
グチャート図である。
FIG. 6 is a timing chart illustrating the coordinate detection process in FIG.

【図7】図5中の比較器22の出力特性を示すグラフ図
である。
7 is a graph showing the output characteristic of the comparator 22 in FIG.

【図8】従来の座標検出入力装置を説明する斜視図であ
る。
FIG. 8 is a perspective view illustrating a conventional coordinate detection input device.

【図9】従来の座標検出方法の一つである電磁結合方式
の検出原理を説明する斜視図である。
FIG. 9 is a perspective view illustrating a detection principle of an electromagnetic coupling method, which is one of conventional coordinate detection methods.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ペン 2 平面部材 3 磁気抵抗素子パターン 4 コネクタランドパターン 5 コネクタ 8 コンピュータ 9 表示部 12 弾性部材 13 磁性体 14 接触部 16 マルチプレクサ 17 カウンタ 18 定電流源 20 抵抗値検出回路 21 RAM 22 比較器 23 演算処理回路 301 磁気抵抗素子パターン 302 磁気抵抗素子パターン DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 pen 2 plane member 3 magnetoresistive element pattern 4 connector land pattern 5 connector 8 computer 9 display part 12 elastic member 13 magnetic body 14 contact part 16 multiplexer 17 counter 18 constant current source 20 resistance value detection circuit 21 RAM 22 comparator 23 operation Processing circuit 301 Magnetoresistive element pattern 302 Magnetoresistive element pattern

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 2次元座標値を検出しコンピュータ等に
入力する座標入力装置において、 座標を指示するための先端に着磁された磁性体を有する
ぺンと、 2次元座標の2本の座標軸のそれぞれに沿って複数のス
トライプ状の磁電変換素子を付着させた平面部材と、 前記平面部材上の所望の位置に前記ペン先端を配置する
ことにより、前記ペンの磁性体による前記磁電変換素子
の出力変化を検出し、この検出結果に基づき前記ペンに
よる入力座標を演算出力する検出回路から成ることを特
徴とする座標入力装置。
1. A coordinate input device for detecting a two-dimensional coordinate value and inputting it to a computer or the like, and a pen having a magnetized magnetic body at its tip for instructing the coordinate and two coordinate axes of the two-dimensional coordinate. Of a plurality of stripe-shaped magnetoelectric conversion elements along each of the above, and by disposing the pen tip at a desired position on the plane member, A coordinate input device comprising a detection circuit for detecting an output change and calculating and outputting the input coordinate by the pen based on the detection result.
【請求項2】 前記2次元座標の2本の座標軸のそれぞ
れに沿って設けられた複数のストライプ状磁電変換素子
が、同一の平面部材上に絶縁保護層を介して交差するよ
うに配置されることを特徴とする請求項1に記載の座標
入力装置。
2. A plurality of stripe-shaped magnetoelectric conversion elements provided along each of the two coordinate axes of the two-dimensional coordinates are arranged on the same plane member so as to intersect with each other with an insulating protective layer interposed therebetween. The coordinate input device according to claim 1, wherein:
【請求項3】 前記平面部材の磁電変換素子が配置され
る面と反対側の面から前記ペンの先端を接触させるか、
前記平面部材上に保護部材を設けることにより、磁電変
換素子に直接ペンが接触しないように構成したことを特
徴とする請求項1または2に記載の座標入力装置。
3. The tip of the pen is brought into contact with a surface of the plane member opposite to a surface on which the magnetoelectric conversion element is arranged, or
The coordinate input device according to claim 1 or 2, wherein a protective member is provided on the plane member so that the pen does not directly contact the magnetoelectric conversion element.
【請求項4】 前記磁電変換素子が磁気抵抗素子である
ことを特徴とする請求項1〜3までのいずれか1項に記
載の座標入力装置。
4. The coordinate input device according to claim 1, wherein the magnetoelectric conversion element is a magnetoresistive element.
【請求項5】 前記ペン先端の磁性体の外側に、座標入
力面との接触圧力により変位する接触部を設け、前記磁
気抵抗素子の出力変化を介して入力時の筆圧を検出する
ことを特徴とする請求項1〜4までのいずれか1項に記
載の座標入力装置。
5. A contact portion, which is displaced by a contact pressure with a coordinate input surface, is provided outside the magnetic body at the tip of the pen, and the writing pressure at the time of input is detected through an output change of the magnetoresistive element. The coordinate input device according to any one of claims 1 to 4, which is characterized.
【請求項6】 前記検出回路は、2次元座標の2本の座
標軸のそれぞれに沿って配置された複数の磁電変換素子
が形成するメッシュ上の各交点を順次走査して抵抗値を
測定し、直前の走査におけるその走査点の抵抗値からの
変化を検出することにより、ペンの入力座標を検出する
ことを特徴とする請求項1〜5までのいずれか1項に記
載の座標入力装置。
6. The detection circuit sequentially scans each intersection on a mesh formed by a plurality of magnetoelectric conversion elements arranged along each of two coordinate axes of a two-dimensional coordinate to measure a resistance value, The coordinate input device according to any one of claims 1 to 5, wherein the input coordinates of the pen are detected by detecting a change from the resistance value of the scanning point in the immediately preceding scan.
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