JPH1055238A

JPH1055238A - ペンコンピュータ及びその座標入力装置

Info

Publication number: JPH1055238A
Application number: JP21100896A
Authority: JP
Inventors: Soshiro Kuzunuki; 壮四郎葛貫; Susumu Kaneko; 進金子; Hayato Kimura; 早人木村; Shinichi Ido; 慎一井戸; Masayuki Ishida; 正幸石田; Akihiro Katsura; 晃洋桂
Original assignee: Hitachi Microcomputer System Ltd; Hitachi Ltd; Hitachi Information Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Microcomputer System Ltd; Hitachi Ltd; Hitachi Information Systems Ltd
Priority date: 1996-08-09
Filing date: 1996-08-09
Publication date: 1998-02-24

Abstract

(57)【要約】【課題】各種クロック等による重畳ノイズを除去し、イ
ンクブレの少ない高品質で低コストのペンコンピュータ
を提供する。【解決手段】ペンコンピュータの座標入力装置を、表示
装置700の上にタッチパネル210，220を積層して構成し
ている。ペン300の押圧位置を、ＴＢＣ310によりＴＲ１
からＴＲ８を制御しながらサンプリングしたアナログデ
ータを、Ａ／Ｄ変換器320でデジタルに変換する。ＭＰ
Ｕ100は、このデジタルデータを所定の一定間隔、本例
では表示装置700のリフレッシュ周期Ｔｉで取り込み、
ノイズの影響を除去してペン３位置の座標値を計算す
る。すなわち、一定間隔Ｔｉ中にデジタルデータを複数
個サンプリングし、その一つを基準としてその近傍範囲
に他のデータがあるか判定し、半数以上が近傍範囲にあ
る場合、それら範囲内のデータを平均化して、今回のタ
イミングにおけるペン３の座標データとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ペンコンピュータ
の座標入力装置に係り、特に、ノイズレスな座標検出方
式と、ペンダウンを容易に検出する座標入力装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ペンコンピュータでは、表示装置に透明
タッチパネルを積層する構造を取るため、特に、表示装
置の発生するクロック等のノイズがある。また、ペンコ
ンピュータ自身のＭＰＵ周辺のクロックやメモリアクセ
スによるのノイズの影響をも受ける。このように、複数
周期でランダムなノイズがアナログデータに重畳され、
このデータがＡ／Ｄ変換器で変換されるので、当然、デ
ジタルな座標データもノイズを含んだものとなる。

【０００３】座標入力装置における座標データのノイズ
対策として、特開平７−３１９６１１号には、アナログ
データをデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器の前段
にバンドパスフィルタを挿入して、特定の周期の振れに
よるノイズを削除する静電結合方式の座標入力装置の開
示がある。また、ノイズを除去する一般的なやり方とし
て、特開平４−１７０１６号や特開平５−３２４１６３
号には、一定間隔で複数座標をサンプリングし、これら
データの平均値とバラツキを求め、バラツキの大きいデ
ータを除外してノイズを軽減する方法がある。

【０００４】さらに、特開平５−１０８２４６号には、
座標指示器が存在する近傍領域内（ウインドウ）で読み
出された誘起電圧を求め、これら誘起電圧の平均値によ
りノイズを軽減する、電磁結合方式の座標入力装置の開
示がある。

【０００５】一方、感圧式タッチパネルを用いた座標入
力装置では、押圧時の接触抵抗がパネルの製造スロット
違いや経時変化で、大きく変動するためにノイズが発生
する。特開平７−１８２０９１号には、この変動データ
を取り込まないように、押圧判断のためのパラメータを
補正時に学習する例が開示されている。

【０００６】また、従来感圧座標入力装置では、ペンダ
ウン／アップの検出に、座標を基準値と比較して、その
結果でＣＰＵに割込みを掛けて、座標データを処理する
方式が採用されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、特
定の周期の振れによるノイズを除去するため、バンドパ
スフィルタを挿入しているが、複数周期のノイズを除去
するためには、複数のバンドパスフィルタを容易しなけ
ればならず、ハードコストがかかる欠点がある。

【０００８】また、バンドパスフィルタでは、ランダム
に発生するノイズに対しては対応できないという問題が
あった。このため、ランダムノイズ対策として、座標セ
ンサと表示装置およびＭＰＵを実装した基盤の空間距離
を離すことや、間にシールド板を挿入すること、さら
に、基盤のアースを強化して、できるだけ基盤以外にノ
イズを出さない工夫がされている。これらは、機器の小
型化の障害や、ハードコストアップにつながっていた。

【０００９】一方、ソフトウェア的なノイズ対策とし
て、複数座標を単に平均化する処理は、予期せぬ大きな
ノイズも平均化してしまい、また大きなバラツキは除外
できても細かなノイズは残るため、ノイズ軽減に限度が
あった。

【００１０】また、座標指示器が存在する近傍領域（ウ
インドウ）のみのデータを読み出し、領域外で重畳され
たノイズを検出しない方法は、電磁結合方式にしか適用
できない。すなわち、感圧方式の座標入力装置には領域
指定の概念そのものが無く、そのノイズ低減には利用で
きない。

【００１１】さらに、感圧座標入力装置では、ペンダウ
ン／アップの検出をハードウェアに頼っており、コスト
アップ要因の一つとなっていた。

【００１２】本発明の目的は、上記従来技術の問題点に
鑑みてなされたもので、ペンコンピュータで発生するさ
まざまなノイズを座標検出段階でソフト的に除去し、高
品質なインキングを低コストで実現するペンコンピュー
タを提供することにある。

【００１３】本発明の他の目的は、ソフト的にペンダウ
ン／アップを検出する低価格のペンコンピュータを提供
することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的は、表示装置の
上に座標入力装置を積層した構成を有し、一定周期で前
記座標入力装置上のペン位置に対応するアナログデータ
を検出してＡ／Ｄ変換し、このデジタルデータから座標
値を計算して前記表示装置にインクデータとして出力す
るペンコンピュータにおいて、前記一定周期における所
定時間内に、前記デジタルデータを連続して複数個サン
プリングし、前記複数個のデータの一つを基準に、所定
の近傍座標範囲にある他のデータを取りだして平均化
し、今回の周期における前記座標値を求める近傍座標平
均化手段を設けたことにより達成される。

【００１５】あるいは、今回の周期で求めた前記デジタ
ルデータと前回の周期で求めた前記デジタルデータにそ
れぞれ所定の重み係数を付与して加重平均し、今回の座
標値を計算する指数平滑手段を設けたことにより達成さ
れる。

【００１６】さらに、前記近傍座標平均化手段と前記指
数平滑手段を設け、時系列に処理することにより達成さ
れる。

【００１７】前記近傍座標平均化手段は、前記近傍座標
範囲にあるデータが前記複数個の過半数に満たないと
き、今回の周期における前記座標の計算をスキップす
る。前記基準となるデータには、複数個の時系列データ
の中間点または始点あるいは終点を用いる。

【００１８】前記一定周期は、前記表示装置のリフレッ
シュ周期に同期し、その開始（または終了）からリフレ
ッシュノイズの回避に効果的な所定の時間だけ遅延後に
前記デジタルデータのサンプリングを行なう。これによ
り、表示装置クロックにより発生するノイズの影響を回
避できる。

【００１９】上記他の目的は、表示装置の上にそのサイ
ズより大きいタッチパネルを積層したペンコンピュータ
であって、前記タッチパネル上で座標検出したアナログ
データをＡ／Ｄ変換し、このデジタルデータから座標値
を計算するペンコンピュータの座標入力装置において、
前記検出した座標値データが前記タッチパネルの座標原
点にあるとき、ペンアップと判断し、それ以外の時、ペ
ンダウンであると判断するペンダウン／ペンアップ検出
手段を有することにより達成される。

【００２０】以下、上記構成による本発明の作用を説明
する。本発明は、座標センサから検出されたアナログデ
ータの段階ではノイズ除去せずに、Ａ／Ｄ変換し、ノイ
ズを含んたデジタルデータの段階で、ノイズ除去を行う
ことを特徴としている。

【００２１】まず、近傍座標平均化手段では、所定の一
定間隔で座標データ１個を求めるとき、その一定間隔内
で複数の座標データをサンプリングする。たとえば、５
個サンプリングする。そして、これらの複数のサンプリ
ング座標データの、ある１つのデータを中心として（た
とえば、時間的に中間的にサンプリングしたもので３番
目に取り込んだデータ）、そのサンプリング座標データ
の所定近傍に他の残りのサンプリング座標データがある
かどうかを判断し、あればこれらの座標データ同士を平
均化する。所定近傍に複数のデータがないとき、平均化
はやめ、次の周期で同様な処理を行う。

【００２２】このような近傍座標データのみを平均化し
ているので、ノイズでたまたま飛離れたデータは除去さ
れることになる。なお、複数のサンプリングデータで所
定近傍のデータ数としては、複数のサンプリングデータ
が３個のとき、その内２個を選択し、５個ではその内の
３個を選択すればよい。

【００２３】一方、指数平滑手段では、ある一定間隔で
求めた１つの座標データは、一般に、前回の周期で求め
た座標データと連続性があることの特徴を利用してい
る。つまり、過去のデータに依存して次のデータが存在
することを利用して、フィルタを掛ける方法である。す
なわち、前回のサンプリングで求めた座標データが蓄積
されているとき、今回読み込んだ新しいデータと前回の
座標データにそれぞれ重み係数を加味して加重平均し、
これを今回の新しい座標データとする。

【００２４】これにより、新しいデータがノイズ等で飛
離れていても、前回の座標データを加味するため、大幅
な座標飛びを防止することができる。さらに、上記近傍
座標平均化手段でノイズを除去後、さらに、上記指数平
滑手段を時系列的に処理することにより、顕著なノイズ
低減を実現でき、高品質のペンコンピュータを提供でき
る。

【００２５】また、本発明による感圧座標入力装置のペ
ンダウン検知では、表示装置の範囲内に座標が検知され
たとき、ペンダウンを検出する。一般に、感圧座標入力
装置では、検知抵抗シートの検出地点にプルダウン抵抗
を接続しているため、ペンダウンがないときは原点座標
になる。これにより、ペンダウン検知をＣＰＵでデジタ
ル処理でき、安価に座標入力装置を提供できる。

【００２６】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図１〜図７
を用いて説明する。以下の説明では、座標入力装置とし
て、透明タッチパネルを表示装置の上に積層する方式で
説明する。

【００２７】図１は、一実施形態による紙と鉛筆の感覚
のペンコンピュータの全体構成を示したものである。ペ
ンコンピュータは、全体の処理を行うマイクロプロセッ
サ（ＭＰＵ）100、液晶表示装置700、その上に積層され
る抵抗式の透明タッチパネル（抵抗シート）210、220、
座標検出制御部300、表示コントローラ（ＬＣＤＣ）40
0、プログラムメモリ（ＥＰＲＯＭ）500、データを蓄積
するメモリ（ＲＡＭ）600及び手書き文字等を入力する
ペン230から構成される。

【００２８】タッチパネル210、220の座標データは、座
標検出制御部300により検出される。タブレットコント
ローラ（ＴＢＣ）310は、２枚の抵抗シート210、220の
Ｘ軸、Ｙ軸に応じてアナログ電圧の検出を制御する。Ｔ
ＢＣ310で得られたアナログ電圧（340、350）は、アナ
ログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器320でデジタルに変換
され、このデータ380はプログラマブルゲートアレイ
（ＦＰＧＡ）330に入力され、ＭＰＵ100からデジタル座
標データを簡単に読み出せるように構成している。

【００２９】簡単に、本構成における動作の概要を説明
する。ＴＢＣ310は透明タッチパネル210、220のＸ軸、
Ｙ軸に別々に、直流電圧(250、270)を加え、その結果、
座標に相当する電圧を信号線240、260で取り出す。つま
り、座標は押圧（指示）位置に応じて比例的に変化する
アナログ電圧により検出する。このアナログ電圧がＡ／
Ｄ変換器320でデジタル（たとえば、10ビットデータ）
に変換される。なお、デジタルデータは、ＦＰＧＡ380
を介してＲＡＭ600に取り込まれる。

【００３０】一方、ＴＢＣ310への制御信号360は、ＦＰ
ＧＡ330の内部レジスタから、後述するようにあるタイ
ミングで発生する。この制御はＥＰＲＯＭ500にあるプ
ログラムを、ＭＰＵ100が順次読み出して行う。ペン座
標データは、表示コントローラ400を介して液晶表示装
置700に表示し、ペンのインクデータとなる。

【００３１】次に、透明タッチパネルとその座標検出関
連部分の詳細を説明する。図２は、透明タッチパネルの
等価回路と座標検出関連部分（ＴＢＣ310、Ａ／Ｄ320及
びＦＰＧＡ330）の内部構成を示したものである。

【００３２】図中、透明タッチパネル210、220は等価回
路で表している。座標を検出するためには、タッチパネ
ル210、220の抵抗シートの両端に、電圧Ｖを印加する必
要がある。たとえば、Ｘ座標を検出する場合、ＴＢＣ31
0のトランジスタＴｒ３，Ｔｒ５をオンし、トランジス
タＴｒ４，Ｔｒ６はオフしておく。今、座標Ｐｘ点で押
圧されると、Ｘ軸の等価回路は抵抗Ｒ１とＲ２に分断さ
れ、その２つの抵抗の両端に印加された電圧Ｖは、抵抗
Ｒ１とＲ２の分圧比に応じて変化する。この分圧電圧が
Ｐｘ点の座標電圧として、抵抗Ｒ３を介して検出され
る。なお、タッチパネル210、220は、２枚の抵抗シート
を適当なスペーサで重ねているため、等価回路のよう
に、浮遊容量Ｃ１があるものと見做される。

【００３３】同様に、Ｙ軸の等価回路は抵抗Ｒ４，Ｒ
５，Ｒ６及び浮遊容量Ｃ２から表すことができる。Ｙ座
標を検出する場合、ＴＢＣ310のトランジスタＴｒ４，
Ｔｒ６をオンし、トランジスタＴｒ３，Ｔｒ５はオフし
ておく。ここで、各トランジスタＴｒ３〜Ｔｒ６のコン
トロールは、ＦＰＧＡ330のレジスタＶＸ，ＧＸ，Ｖ
Ｙ，ＧＹにより行う。

【００３４】さて、押圧が無いときは接触抵抗Ｒ３及び
Ｒ６が無限大となるため、検出点Ｐｘ’，Ｐｙ’の電圧
が不安定となる。そこで、ＴＢＣ310内にプルダウン抵
抗Ｒ７，Ｒ８を設けて安定させている。ここで問題とな
るのは、抵抗Ｒ３及びＲ６は接触抵抗であるため、押圧
により大きく変化（数100Ωから数kΩ）する。また、タ
ッチパネルの使用回数の劣化によっても抵抗値が変化す
る。したがって、座標点Ｐｘの分圧電圧は、この接触抵
抗Ｒ３とプルダウン抵抗Ｒ７の比でさらに分圧される。
この結果、検出点Ｐｘ’は押圧変化による誤差を生じ、
実際のペンタッチから大幅に変動した位置にインクデー
タが表示されてしまう。この現象を防止するためには、
押圧が検知されたら直ちに安定用プルダウン抵抗Ｒ７，
Ｒ８を切り離す必要がある。

【００３５】プルダウン抵抗の切り離しを行うのが、Ｔ
ＢＣ310内のトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２である。この
制御は、ＦＰＧＡ330のレジスタＲＸ，ＲＹによって行
う。この切り離し制御によって、押圧変化によるノイズ
やタッチパネルの劣化によるノイズを防止することが可
能である。勿論、検出点Ｐｘ，Ｐｙを安定させる訳であ
るから、プルダウン抵抗ではなく、プルアップ抵抗とし
ても良い。

【００３６】次に、検出されたアナログ電圧座標は、Ａ
／Ｄ変換器320のマルチプレクサ（ＭＵＸ）321により、
Ｘ座標あるいはＹ座標の読み出したい座標のどちらかを
選択し、その後、Ａ／Ｄ変換ＬＳＩ322でデジタル座標
値に変換する。本実施例でのデジタル座標値は直列デー
タのため、ＦＰＧＡ330のＳ／Ｐ変換器332で、ＭＰＵ10
0が扱い易い並列データに変換する。この並列データ
は、Ａ／Ｄ変換ＬＳＩ322の分解性能で決まるが、一般
的には約１０〜１２ビットあるため、２バイトデータと
なる。

【００３７】なお、ＦＰＧＡ330のＩＲＱＦ334は、液晶
のリフレッシュサイクル信号420により駆動される割り
込みフラグである。このフラグに同期して、座標のサン
プリングを行い、後述のように液晶のリフレッシュサイ
クルによるノイズ防止をも図っている。

【００３８】次に、本発明の一実施形態によるソフトウ
エア構成及び処理方式を、図３〜図７により説明する。

【００３９】図３に、ペンコンピュータの全体ソフト構
成図を示す。同図において、タブレット（ＴＢ）ドライ
バーソフト900は上述のようにタッチパネル210，220か
ら検出したＡ／Ｄ変換後の座標データを取り込み、以下
の処理を経てインクデータとして表示装置700に出力す
る。また、インクデータは、認識エンジン1000やその他
の応用ソフト1100で利用される。それらの必要に応じ
て、文字表示等を表示装置700に出力する。このように
ペンコンピュータでは、キーボードを使用せずに、ペン
230のみで全ての処理を行うため、特に携帯情報端末に
適している。

【００４０】次に、ＴＢドライバーソフト900の具体的
な処理を説明する。始めに、テーブル構成とその処理方
式を説明してから、処理プログラムの一例を説明する。

【００４１】図４は、Ｘ座標あるいはＹ座標を読む込む
ときのＦＰＧＡ330の内部レジスタの設定例で、（ａ）
がＸ座標リード時のモード設定例、（ｂ）がＹ座標リー
ド時のモード設定例である。ここで、”１”はＯＮ、”
０”はＯＦＦ、”＊”は関係無、”１／０”は必要に応
じてプルダウン抵抗を切り替えることを意味している。
したがって、（ａ）のＸ座標リード時は、まず、Ｘ軸の
抵抗シートに電位を印加し、ペンアップ時はＲＸ＝１と
して、プルダウン抵抗を接続しておく。ペンダウン時は
ＲＸ＝０として、このプルダウン抵抗を切り離す処理を
行う。（ｂ）のＹ座標リード時も同様に、処理されるよ
うになっている。

【００４２】図５は、これらの座標をリードするときの
タイムシーケンスを示したものである。ここで、所定の
期間Ｔｉは表示装置のリフレッシュサイクルに同期して
おり、割り込みフラグＩＲＱＦ334に反映されるように
なっている。

【００４３】ＩＲＱＦ334の立ち上がりから、ノイズ除
去に効果的な遅れ時間Ｔｄの経過後、まず、ペンダウン
かあるいはペンアップかを判断するため、座標をダミリ
ードする。つまり、Ｘ座標をダミリード（Ｐroc.ＸＤ）
し、次にＹ座標をダミリード（Ｐroc.ＹＤ）する。この
とき、プルダウン抵抗は接続しておくため、ＲＸ，ＲＹ
は共に”１”としておく。

【００４４】ペン230がタッチパネル210のどこにもタッ
チされていなければ、プルダウン抵抗Ｒ７またはＲ８が
接続されているため、ダミリードデータによる座標は原
点付近となる。即ち、ペンアップ時のアナログデータは
Ｘ座標、Ｙ座標ともに０となり、ペンダウン時のＲ１，
Ｒ２及びＲ４，Ｒ５による分圧値と識別できる。したが
って、ダミリードデータからペンダウンか否か判断し、
ペンダウンであれば、プルダウン抵抗を切り離し（Ｒ
Ｘ，ＲＹ＝０）、検出点座標のリード（Ｐroc.Ｘ，Ｐro
c.Ｙ）に入る。すなわち、ペンダウン時はＸ，Ｙ軸それ
ぞれ２回のサンプリングにより座標読み取りを行い、ペ
ン押圧時の接触抵抗の変化によるノイズを除去してい
る。もちろん、ペンアップ時はダミリードのみで判断で
きるので、Ｘ，Ｙ軸について各々１回の座標リードで終
了する。

【００４５】このように、本実施形態によれば、ペンダ
ウンを座標検出時のダミーリードの値から容易に検知で
きるので、感圧座標入力装置を安価に提供できる。

【００４６】次に、本発明の一実施形態によるノイズの
低減方法を説明する。本方法は検出座標のアナログデー
タに重畳されるノイズを、以下のように演算処理により
軽減する。

【００４７】図６は、本実施形態によるノイズ低減の処
理方式を示す説明図である。ＴＢドライバ900では前述
の一定周期Ｔｉ内に、連続して５個の複数座標を読み出
す座標サンプリング処理を行ない、続いて近傍値平均化
処理を行い、さらに、指数平均化処理をする。

【００４８】すなわち、座標サンプリングでは、Ｐ(Xj+
0,Yj+0)、Ｐ(Xj+1,Yj+1)、Ｐ(Xj+2,Yj+2)、Ｐ(Xj+3,Yj+
3)、Ｐ(Xj+4,Yj+4)の５個のデータを所定サンプリング
周期Ｔj で読み出し、これらの５個のサンプリングデー
タの内、時間的に中央のデータＰ(Xj+2,Yj+2)を基準と
して、他の座標が所定近傍座標範囲にあるかどうか判定
する。自分の座標を含め３個以上あれば、それら全体を
平均化して座標データとする。もし、所定近傍に３個未
満のとき、それらのデータは全て棄却し、次の周期Ｔｉ
のサンプリング処理に移行する。

【００４９】これにより、他のデータからかけ離れた座
標データを捨てることができ、ノイズを軽減することが
できる。連続サンプリング数は３個でもよく、その場合
基準になるデータは２番目で、所定近傍に入るデータが
２個以上のとき、それらを平均化する。なお、基準にす
るサンプリングデータは他の順番のデータでもよく、こ
の基準のデータにノイズが重畳する場合は所定近傍のデ
ータが不足するので、座標データとして採用されること
はない。

【００５０】近傍値座標平均化処理が終了すると、次
に、指数平滑処理を行う。この指数平滑処理は、平均化
処理により前回求めた座標Ｐｉ-1と今回求めた座標Ｐｉ
の各々に重み係数α、（１−α）を付与して加算し、こ
の値を今回求める座標データとする。これにより、前回
の座標データからの大幅な座標飛びを防止できる。しか
し、前回の座標の方に重みを強くすると、追随性が悪く
なる欠点があるので、重み係数はノイズの除去と操作性
の兼ね合いから適宜にチューニングする。

【００５１】図７は、ＴＢドライバの動作を説明する処
理フローである。ＴＢドライバ900はリフレッシュ周期
Ｔｉの度に以下の処理を繰り返す。最初に、表示装置70
0からのリフレッシュ周期によるノイズを回避するた
め、ＩＲＱＦ立ち上がりからの所定遅延時間、すなわち
図５のＴｄタイミングを経過してから座標データの読み
込み動作を開始する（ステップ901）。

【００５２】まず、ペンダウンかどうかを検出するた
め、Ｘ座標とＹ座標のサンプリングデータをダミーリー
ドし（ステップ902，903）、この値が原点付近以外の座
標があればペンダウンと判定する（ステップ904）。こ
の判定で、ペンダウン状態が検出されたら、Ｘ座標とＹ
座標データを本リードし（ステップ905，906）、ペンダ
ウン状態を確認しながら連続して５回のサンプリングを
行ない、ＲＡＭ600に記憶する（ステップ907）。一方、
ペンダウン状態でないとき（ペンアップのとき）、この
座標データ検出処理は終了する（ステップ904）。な
お、本リードの繰返し時に、ペンダウンの確認を省略す
ることもできる。

【００５３】本リードとして、連続５回のサンプリング
データの取り込みを終了したら、近傍点座標の判定を行
う。近傍点座標の判定は、連続した５個の中間のデータ
による座標Ｐ(Xj+2,Yj+2)を基に、他のデータＰ(Xj+0,Y
j+0)、Ｐ(Xj+1,Yj+1)、Ｐ(Xj+3,Yj+3)、Ｐ(Xj+4,Yj+4)
の座標が所定近傍座標範囲にあり、かつ、自身も含め複
数個（３個）以上あるかどうかで行う（ステップ90
8）。もし、この条件に合致したら、この複数のデータ
の平均化処理を行い（ステップ909）、１つの座標Ｐｉ
を求める。

【００５４】次に、指数平滑処理を行う。この指数平滑
処理は、前述したように、前回求めた座標Ｐｉ-1と今回
求めた座標Ｐｉ加重平均し、この値を新しく求める座標
とする（ステップ910）。最後に、この求めた新しい座
標からインク表示を行い、タブレットドライバー処理を
終了する（ステップ911）。

【００５５】なお、上記処理で、近傍座標平均化処理と
指数平滑処理の一方を省略することもできる。前者を省
略する場合、ステップ905，906の本リードは１回で済
む。また、上記ペンダウン検知処理を適用しない場合、
本ノイズ低減方式は電磁結合方式や、静電結合方式等の
他の座標入力装置にも適用できる。

【００５６】以上、本発明の一実施形態によれば、下記
効果がある。まず第１に、表示装置や各種制御基盤から
発生する各種クロック等のノイズが、Ａ／Ｄ変換器に重
畳されることによる、いわゆる、インクのブレを、デジ
タルデータに変換後にソフト的に処理し対応するため、
ノイズ防止用のハードコストがなく、かつ、高性能なペ
ンコンピュータを実現できる。

【００５７】第２に、ペンの押圧時に発生する、接触抵
抗の影響による過渡的なノイズに対しても、プルダウン
抵抗のオン／オフによる簡単なハードとソフトの組み合
わせにより防止でき、低コストで、かつ、高性能なペン
コンピュータを実現できる。

【００５８】第３に、ペンダウン／ペンアップの検出を
原点座標にあるかどうかをソフト的に判断することによ
り、ペンダウン検出のためのハードウエアが不要で、低
コストなペンコンピュータを実現できる。

【００５９】第４に、表示装置のクロックによって発生
するノイズに対して、座標のサンプリングを同期させる
ことにより、このノイズの影響の少ない遅延タイミング
とすることができ、ノイズを軽減できる。

【００６０】第５に、アナログの座標データをデジタル
データに変換後にソフト的に処理する方法として、近傍
点座標平均化処理と指数平均化処理を組み合わせる方法
を採用したことにより、各種ハードウエアからの定常的
に発生するインクのブレを、大幅に軽減できる。実際の
インクの例では、ノイズによる約２ｍｍのブレが、１／
１０以下に低減できた。

【００６１】次に、本実施形態の代替例を説明する。上
記の実施形態では、近傍点座標平均化処理として、時系
列の中間点の座標Ｐ(Xj+2,Yj+2)を基に、他の周辺座標
の近傍点範囲を決定していたが、これを始点または終点
の座標を基にしてもよい。

【００６２】また、近傍点に複数座標が存在しないと
き、全ての座標を棄却していたが、これを棄却せず、基
準となる座標を他の座標にシフトして、再度計算するよ
うにしてもよい。これらによっても同等な効果が得られ
る。

【００６３】また、上記の実施形態では、図２のように
プルダウン抵抗のオン／オフを制御したが、プルアップ
抵抗のオン／オフを制御するようにしてもよい。ただ
し、このときのペンアップ検出は、座標点が最大点にな
ったときとする必要がある。

【００６４】

【発明の効果】本発明によれば、検出した座標データの
デジタル変換後にソフト的に重畳ノイズを低減するた
め、高性能なペンコンピュータを低コストで提供できる
効果がある。

【００６５】特に、ソフト的にノイズを低減する方法と
して、近傍点座標平均化処理ならびに指数平均化処理方
法を採用したことにより、表示装置や制御基板など各種
ハードウエアから定常的に発生するノイズによるインク
のブレを、大幅に軽減できる効果がある。

【００６６】本発明によれば、ペンダウンを座標のサン
プリングデータを利用してソフト的に検出できるので、
従来のハードウエアが不要で、低コストなペンコンピュ
ータを実現できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態によるペンコンピュータの
ハードウエア構成図。

【図２】タッチパネルの等価回路とその座標検出関連部
のハードウエア構成図。

【図３】本発明の一実施形態によるペンコンピュータの
ソフトウエア構成図。

【図４】タブレットコントロールするプログラムゲート
アレイの内部レジスタ設定例を示す説明図。

【図５】座標検出時のペンダウン検出動作を説明するタ
イムシーケンス図。

【図６】タブレットドライバによる座標サンプリング機
能とノイズ低減機能の概要を示す説明図。

【図７】タブレットドライバの動作を示すフロチャー
ト。

【符号の説明】

100…マイクロプロセッサ、210，220…タッチパネル、2
30…ペン、300…座標検出制御部、310…タブレットコン
トローラ（ＴＢＣ）、320…Ａ／Ｄ変換器、330…プログ
ラマブルロジックアレイ（ＦＰＧＡ）、331…内部レジ
スタ、332…Ｓ／Ｐ変換器、334…ＩＲＱＦ、400…表示
コントローラ（ＬＣＤＣ）、500…ＥＰＲＯＭ、600…Ｒ
ＡＭ、700…表示装置、900…ＴＢドライバ、Ｒ１，Ｒ
２，Ｒ４，Ｒ５…分圧抵抗、Ｒ３，Ｒ６…接触抵抗、Ｒ
７，Ｒ８…プルダウン抵抗、ＴＲ１，ＴＲ２…プルダウ
ン抵抗切離しトランジスタ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者金子進東京都小平市上水本町五丁目22番２号日立マイコン２号館内 (72)発明者木村早人東京都小平市上水本町五丁目22番２号日立マイコン２号館内 (72)発明者井戸慎一東京都小平市上水本町五丁目22番１号株式会社日立マイコンシステム内 (72)発明者石田正幸東京都渋谷区道玄坂一丁目16番５号株式会社日立情報システムズ内 (72)発明者桂晃洋茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表示装置の上に座標入力装置を積層した
構成を有し、一定周期で前記座標入力装置上のペン位置
に対応するアナログデータを検出してＡ／Ｄ変換し、こ
のデジタルデータから座標値を計算して前記表示装置に
インクデータとして出力するペンコンピュータにおい
て、前記一定周期における所定時間内に、前記デジタルデー
タを連続して複数個サンプリングし、前記複数個のデー
タの一つを基準に、所定の近傍座標範囲にある他のデー
タを取りだして平均化し、今回の周期における前記座標
値を求める近傍座標平均化手段を設けたことを特徴とす
るペンコンピュータ。
【請求項２】表示装置の上に座標入力装置を積層した
構成を有し、一定周期で前記座標入力装置上のペン位置
に対応するアナログデータを検出してＡ／Ｄ変換し、こ
のデジタルデータから座標値を計算して前記表示装置に
インクデータとして出力するペンコンピュータにおい
て、今回の周期で求めた前記デジタルデータと前回の周期で
求めた前記デジタルデータにそれぞれ所定の重み係数を
付与して加重平均し、今回の周期における座標値を計算
する指数平滑手段を設けたことを特徴とするペンコンピ
ュータ。
【請求項３】表示装置の上に座標入力装置を積層した
構成を有し、一定周期で前記座標入力装置上のペン位置
に対応するアナログデータを検出してＡ／Ｄ変換し、こ
のデジタルデータから座標値を計算して前記表示装置に
インクデータとして出力するペンコンピュータにおい
て、前記一定周期における所定時間内に、前記デジタルデー
タを連続して複数個サンプリングし、前記複数個のデー
タの一つを基準に、所定の近傍座標範囲にある他のデー
タを取りだして平均化し、今回の周期における前記座標
値を求める近傍座標平均化手段と、前記近傍座標平均化手段により、今回のタイミングで求
めた前記座標値と前回のタイミングで求めた前記座標値
にそれぞれ所定の重み係数を付与して加重平均し、今回
の周期における座標値を再計算する指数平滑手段と、を
設けたことを特徴とするペンコンピュータ。
【請求項４】請求項１または３において、前記近傍座標平均化手段は、前記近傍座標範囲にあるデ
ータが前記複数個の過半数に満たないとき、今回の周期
における前記座標の計算をスキップすることを特徴とす
るペンコンピュータ。
【請求項５】請求項１乃至４において、前記一定周期は、前記表示装置のリフレッシュ周期に同
期し、その開始（または終了）からリフレッシュノイズ
の回避に効果的な所定の時間だけ遅延後に前記デジタル
データのサンプリングを行なうことを特徴とするペンコ
ンピュータ。
【請求項６】表示装置の上にそのサイズより大きいタ
ッチパネルを積層したペンコンピュータであって、前記
タッチパネル上で座標検出したアナログデータをＡ／Ｄ
変換し、このデジタルデータから座標値を計算するペン
コンピュータの座標入力装置において、前記検出した座標値データが前記タッチパネルの座標原
点にあるとき、ペンアップと判断し、それ以外の時、ペ
ンダウンであると判断するペンダウン／ペンアップ検出
手段を有することを特徴とするペンコンピュータの座標
入力装置。
【請求項７】請求項１乃至５のいずれか１項に記載の
ペンコンピュータにおいて、前記座標入力装置は、請求項６記載の座標入力装置を適
用することを特徴とするペンコンピュータ。
【請求項８】表示装置の上にそのサイズより大きいタ
ッチパネルを積層した座標入力装置を有し、前記座標入
力装置上のペン位置に対応するアナログデータを前記表
示装置のリフレッシュに同期した一定周期で検出してＡ
／Ｄ変換し、このデジタルデータから座標値を計算して
前記表示装置にインクデータとして出力するペンコンピ
ュータにおいて、前記一定周期毎に、前記デジタルデータのダミーサンプ
リング値からペンダウン／ペンアップを検出するペンダ
ウン／ペンアップ検出手段と、ペンダウン検出の場合、
当該周期における所定時間内に前記デジタルデータを連
続して複数個サンプリングし、前記複数個のデータの一
つを基準に、所定の近傍座標範囲にある他のデータを取
りだして平均化し、今回の周期における前記座標値を求
める近傍座標平均化手段を設けたことを特徴とするペン
コンピュータ。