JPH11143621A

JPH11143621A - 座標指示器

Info

Publication number: JPH11143621A
Application number: JP30734097A
Authority: JP
Inventors: Yoshihisa Osaka; 義久大坂
Original assignee: Hitachi Seiko Ltd
Current assignee: Via Mechanics Ltd
Priority date: 1997-11-10
Filing date: 1997-11-10
Publication date: 1999-05-28

Abstract

(57)【要約】【課題】例えば検出ペンがペン芯を押された状態で保
管された場合であっても、座標入力作業が行われない時
には発振回路を動作させず、また接点の寿命を長くし
て、保守点検の間隔を長くすることができる座標指示器
を提供すること。【解決手段】座標入力時にペン芯を押す動作を利用し
て、圧電素子７を加圧し、発生するパルス電圧をタイマ
回路４２のリセット信号とする。すると、座標入力作業
が継続している間はタイマ回路４２のカウント値が常に
リセットされて発信回路３０は動作を継続する。また、
座標入力作業が終了すると、例えば圧電素子７が加圧さ
れたままの状態であっても、力の大きさが変化しないた
め、リセット信号は出力されず、タイマ回路４２はカウ
ントアップした時点で発振回路３０の動作を終了させ
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、コンピュータ等に
座標データを入力するために使用される座標入力装置の
座標指示器に関する。

【０００２】

【従来の技術】電磁誘導を利用した座標入力装置は、Ｘ
軸およびＹ軸についてそれぞれ多数の検出ループを布線
したタブレットと、タブレット上の任意の位置を指示す
る検出ペン等の座標指示器と、座標指示器で指示された
位置の座標を検出する検出部とで構成されている。座標
指示器は内部に共振回路を形成するコイルとコンデンサ
と、前記共振回路に接続され前記共振回路の共振周波数
と同一の周波数で発振する発振回路とを備え、検出部は
コイルが発生する磁界により検出ループに誘導された電
圧に基づいて座標検出を行なう。

【０００３】座標指示器のコイルに流す電流の電源を電
池にすると、電源ケーブルが不要になり、操作性を向上
させることができる。電池の容量は小さいから、座標入
力作業を行わない時には内部の発振回路を停止させるよ
うにすると、無駄な電力の消耗を防止でき、電池交換等
の保守が容易になる。そこで、特公平８−２７６８８号
公報では、タイマ回路により発振回路の動作時間を予め
定めておき、座標入力時にペン芯を押す動作を利用して
パルス発生器を動作させ、発生したパルスをタイマ回路
のリセット信号とすることにより、操作性を低下させ
ず、しかも電池の交換頻度を減らすことができた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】電源として電池を使用
する場合、電力上の制約からフォトセンサや磁気センサ
のようないわゆる無接点スイッチを使用することができ
ない。このため、上記従来技術では、パルス発生器を接
点を機械的に開閉するスイッチ（以下、有接点スイッチ
という。）により動作させている。しかし、有接点スイ
ッチを使用する場合、例えば検出ペンを立てて保管する
際に誤ってペン芯が押された状態になっていると、発振
回路に電流が流れて電池が消耗する。また、有接点スイ
ッチは寿命が短いため、保守点検の期間が短くなった。

【０００５】本発明の目的は、上記従来技術における課
題を解決し、例えば検出ペンがペン芯を押された状態で
保管された場合であっても、座標入力作業が行われない
時には発振回路を動作させず、また接点の寿命を長くし
て、保守点検の間隔を長くすることができる座標指示器
を提供するにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、第１の手段は、共振回路を形成するコイルとコンデ
ンサと、前記共振回路に接続され前記共振回路の共振周
波数と同一の周波数で発振する発振回路と、前記発振回
路の動作を停止させるタイマ回路と、前記発振回路およ
び前記タイマ回路に電力を供給する電池とからなり、前
記タイマ回路をリセットしながら前記発振回路の動作を
継続するようにした座標指示器において、前記タイマ回
路のリセット信号発生手段を圧電素子にすることを特徴
とする。

【０００７】また、第２の手段は、第１の手段に加え
て、前記発振回路の振動電圧を前記タイマ回路のクロッ
クとして用いることを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
に基づいて説明する。図１は本発明の実施の形態に係る
座標と筆圧を検出することができる検出ペンの断面図で
ある。図で、１は円筒中空形状のケースで、前ケース１
ａと後ケース１ｂを分離可能に組み合わせた構造であ
る。２はボディで、前ケース１ａに固定されている。３
はペン芯で、ボディ２の内部を図の左右方向（以下、Ｘ
方向という。）に摺動自在である。４はフェライトで、
ペン芯３の内部に保持されている。５はばねで、ペン芯
３をＸ方向に付勢している。６はゴム球、７は圧電素子
で、ペン芯３によりボディ２の端部２ａに付勢され、Ｘ
方向に位置決めされている。圧電素子７はケーブル８
ａ、８ｂにより制御基板１１に接続されている。９はコ
イルで、フェライト４に対して所定の位置関係になるよ
うにしてボディ２に固定され、ケーブル１０ａ、１０ｂ
により制御基板１１に接続されている。１１は制御基板
で、制御回路を構成する電気部品が実装されている。１
２、１３は端子で、弾性のある金属板で形成され、制御
基板１１にはんだ付けされている。１４は電池で、端子
１２、１３に保持され、制御基板１１に実装された電気
部品に電力を供給する。なお、ボディ２および制御基板
１１はゴム球６および圧電素子７を径方向に位置決めし
ている。また、電池１４は後ケース１ｂを前ケース１ａ
から外すことにより交換することができる。

【０００９】図２は制御回路の構成を示すブロック図で
ある。図で、２１、２２はＣＭＯＳロジックＩＣ、２
３、２４は抵抗、２５、２６、２７はコンデンサであ
る。そして、ＣＭＯＳロジックＩＣ２１、２２と、抵抗
２３、２４と、コンデンサ２５、２６とで発振回路３０
を構成している。そして、発振回路３０は、入力部ｄに
入力信号が入力されると、コンデンサ２７とコイル９か
らなるＬＣ共振回路の共振周波数と同一の周波数で発振
する。この発振電圧は、コイル９が磁界を発生するため
に使用されると共に、出力部ｅからタイマ回路４２にク
ロックとして供給される。

【００１０】４０はリセット機能を備えたカウンタＩＣ
で、ａはリセット入力端子、ｂは出力端子、ｃはクロッ
ク端子である。なお、カウンタＩＣ４０はクロック端子
ｃに入力される電圧パルスのカウント数が予め設定され
た設定値Ｋになるまでの間は出力端子ｂからＬｏｗレベ
ルの電圧を出力し、クロック端子ｃに入力される電圧パ
ルスのカウント数が予め設定された設定値Ｋ以上ではＨ
ｉレベルの電圧を出力する。また、リセット入力端子ａ
にＨｉレベルの電圧が入力されると、それまでにカウン
トしたカウント値をゼロにして、再びカウントを開始す
る。４１はツェナーダイオードである。そして、カウン
タＩＣ４０とツェナーダイオード４１とでタイマ回路４
２を構成している。

【００１１】次に、本実施の形態の動作を説明する。な
お、座標指示器は動作が停止している状態にあるとす
る。図３は加圧力とこれに伴う圧電素子７の動作を示す
図である。時刻Ｔａにおいてペン芯３の先端を入力しよ
うとする点に合わせてケース１を力ＦでＸ方向に付勢す
ると、ペン芯３はＸ方向に移動し、ゴム球６を介して圧
電素子７を力Ｆで圧縮する。すると、圧電効果により、
圧電素子７には力Ｆに応じた大きさの電荷が発生する。
発生した電荷は圧電素子７の内部抵抗および接続された
回路によって消費されて減衰し、圧電素子７の２つの端
子間にパルス状の電圧が発生する。なお、圧電素子７が
発生するパルス電圧の大きさとパルスの幅は、接続され
る回路および加えられる力の大きさによって決まる。発
生したパルス電圧はツェナーダイオード４１により電源
電圧程度に上限を抑えられ、電源電圧の１／２の電圧以
上であるＨｉレベルの電圧がリセット信号としてリセッ
ト入力端子ａに入力される。すると、カウンタＩＣ４０
は出力端子ｂからの出力電圧をＨｉレベルからＬｏｗレ
ベルに切り換えると共に、カウント値をゼロにして発振
回路３０から入力されるクロックのカウントを開始す
る。

【００１２】ＮＡＮＤ回路であるＣＭＯＳロジックＩＣ
２１の出力端子ｄから入力される電圧がＬｏｗレベルに
なると、発振回路３０が発振を開始して、コイル９とコ
ンデンサ２７で構成される共振回路の共振周波数で発振
し、コイル９に磁束が発生する。図示しないタブレット
は、コイル９が発生する磁界により図示しない検出ルー
プに誘導された電圧に基づいて座標検出を行なう。ま
た、力Ｆの大きさに応じてフェライト４の移動量が変わ
り、フェライト４とコイル９の位置関係が変化すること
により発振回路３０からみたコイル９のインダクタンス
が変化して共振回路の共振周波数が変化する。そこで、
その時の共振周波数を検出して筆圧に換算する。時刻Ｔ
ｂにおいて、筆圧を解除すると、負の力が発生すること
により圧電素子７にはマイナスのパルス電圧が発生す
る。しかし、この時に発生するパルス電圧はツェナーダ
イオードによって−０．７Ｖ以下にクランプされる。こ
の電圧は電源電圧の１／２の電圧を超えないから、Ｌｏ
ｗレベルと判定され、カウンタＩＣ４０の動作には影響
しない。以下、ペン芯３に筆圧が加えられ、リセット信
号が出力される度にタイマ回路４２のカウント値がゼロ
にリセットされ、発信回路３０は動作を継続する。

【００１３】次に、座標入力作業が終了して検出ペンが
保管場所に収納されると、ペン芯３には筆圧が加わらな
いから、リセット信号は発生しない。そこで、カウンタ
ＩＣ４０はカウント数が設定値Ｋになった時点で出力端
子ｂの出力電圧をＬｏｗレベルからＨｉレベルに切り換
える。すると、ＮＡＮＤ回路であるＣＭＯＳロジックＩ
Ｃ２１の出力がＬｏｗレベルになり、発振回路３０は発
振を停止して待機状態になる。また、クロック端子ｃに
電圧パルスが入力されないタイマ回路４２はカウントを
停止して休止状態になる。発振回路３０が発振を停止し
た状態においても電池１４は発振回路３０およびタイマ
回路４２に対して電力供給を継続し、回路に電流が流れ
る。しかし、発振回路３０が発振を停止した状態におい
て回路に流れる電流の大きさは数マイクロアンペアであ
り、電池１４はほとんど消耗しない。

【００１４】時刻Ｔｃに示すように、検出ペンが保管場
所に収納された時にペン芯３に力が加わったまま、すな
わち有接点スイッチの場合の接点が閉じた状態になって
いたとする。この場合、時刻Ｔｃでリセット信号が発生
し、カウント値は一旦リセットされる。しかし、加圧力
が一定で変化しないから、カウント値が信号出力値Ｋに
なった時点でタイマ回路４２が動作して発振回路３０は
発振を停止し、待機状態になる。

【００１５】本実施の形態では、発振回路３０の共振電
圧をタイマ回路４２のクロックにしたから、特別なクロ
ック源を必要とせず、回路を簡単にすることができる。

【００１６】なお、本実施の形態では、力Ｆの大きさに
より共振周波数、すなわちクロックの周期が変化するか
ら、カウント数が設定値Ｋになるために要する時間は変
動する。しかし、上記共振周波数の変化の幅は１０％以
内であり、タイマの動作時間の許容精度は５０％である
から、上記共振周波数の変化が動作に及ぼす影響は実用
上問題ない範囲のものである。

【００１７】また、上記では筆圧を検出するようにした
が、筆圧を検出しないペン形の座標指示器あるいはマウ
ス形の座標指示器にも適用することができる。また、圧
電素子７としては、圧電セラミックスあるいは圧電フィ
ルム等の圧電効果を備えるものを適宜選択して使用する
ことができる。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
共振回路を形成するコイルとコンデンサと、前記共振回
路に接続され前記共振回路の共振周波数と同一の周波数
で発振する発振回路と、前記発振回路の動作を停止させ
るタイマ回路と、前記発振回路および前記タイマ回路に
電力を供給する電池とからなり、前記タイマ回路をリセ
ットしながら前記発振回路の動作を継続するようにした
座標指示器において、前記タイマ回路のリセット信号発
生手段を圧電素子にしたから、誤ってペン芯を押したま
まにしておいても、タイマ回路が動作して発振回路およ
びタイマ回路をほぼ停止の状態にする。この結果、不用
意な電池消耗を防止でき、電池の寿命を延ばすことがで
きる。また、力の変化によって電荷を発生する圧電素子
のパルス信号を利用するから、回路上パルス発生回路を
設ける必要がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る検出ペンの断面図で
ある。

【図２】本発明の実施の形態に係る制御回路の構成を示
すブロック図である。

【図３】加圧力とこれに伴う圧電素子７の動作を示す図
である。

【符号の説明】

７圧電素子３０発振回路４２タイマ回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】共振回路を形成するコイルとコンデンサ
と、前記共振回路に接続され前記共振回路の共振周波数
と同一の周波数で発振する発振回路と、前記発振回路の
動作を停止させるタイマ回路と、前記発振回路および前
記タイマ回路に電力を供給する電池とからなり、前記タ
イマ回路をリセットしながら前記発振回路の動作を継続
するようにした座標指示器において、前記タイマ回路の
リセット信号発生手段を圧電素子にすることを特徴とす
る座標指示器。
【請求項２】前記発振回路の振動電圧を前記タイマ回
路のクロックとして用いることを特徴とする請求項１に
記載の座標指示器。