JPS5955586A - 座標検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はタブレット上に置かれたペン又はカーソル等の
座標検出装置に係り、特にこれらペン又はカーソル等と
タブレットとが離れているものに好適な座標検出装置に
関する。

一般に、座標検出袋Ｒは、ペン又はカーソルと、このペ
ン又はカーソルに正弦波電圧を供給する装置と、検出導
線が配されＺｊ　Ｘ軸用ベース、Ｙ軸用ベースおよびセ
レクタ導線が配された座標域検出用ベースを有するタブ
レットと、前記検出導線およびセレクタ導線に発生する
信号を演算、処理してタブレット上に置かれたペン又は
カーソルのＸ座標およびＸ座標を求める装置等で構成さ
れている。このような座標検出装置Ｑま、例えば特公昭
５３−３４８５５号公報、特公昭５７−１０４４８号公
報等に示さ、れて公知である。このような従来の座標検
出装置を第１図に示す。

第１図は従来の座標検出装置のブロック図である。

図で、１は発振器で所定周波数のクロックパルスを発生
する。２はこのクロックパルスを分周する分周器で、位
相基準信号となる矩形波を発生する。３は分周器２から
出力される矩形波を正弦波に変換するフィルタ、４はこ
の正弦波を増幅する増幅器である。５はスクイラスベン
、６はスタイラスペン５の先端に収納され、増幅器４か
らの正弦波電圧が供給きれるコイルである。７は前述の
ように検出導線が布線されているＸ軸片ベース、Ｙ軸圧
ベースおよびセレクタ導線が布線されている座標域検出
用ベースを収納したタブレットである。８はタブレット
から導出σれた各検出導線、セレクタ導ｆ９を選択して
切換える信号セレクタである。９，１０は増幅器、１１
は加算器、Ｉｌａは加ｆ￥器１１に設けられた信相用コ
ンデンサである。加算器１１からの出力は、タブレット
７上のある座標域における基準位置からスタイラスペン
５−１での距離が前記フィルタ３から出力される正弦波
に対する位相差と々っている正弦波信号である。１２は
この信号を増幅する増幅器、１３はこの信号のレベルを
判別する比較器である。１４は分周器２から出力される
矩形波の立上がりでセットされ、比較器１３の立上がり
でリセットされる蓄積カウンタであυ、このセット、リ
セット間に発振器１からのクロックパルスを導入してそ
の数をカウントする。１５はカウントしタパルス数に基
づいてＸ座標、Ｘ座標を演算する信号処理装９であり、
マイクロコンピュータが使用される。

タブレット７」二にスタイラスペン５を危くと、コイル
６の磁束によシ各検出導線、セレクタ導線には電圧が誘
起される。Ｘ軸片ベース（およびＹ軸圧ベース）には１
／２ピツチずれた２種類の検出導線が蛇行状に布線され
ており、Ｘ座標検出の場合、信号セレクタ８は一方の導
線に誘起された（ｇ号を増幅器９に、他方の信号を増幅
器１０に導く。

増幅器１０で増幅これた信号は信相用コンデンサにより
個用されて増幅器９からの信号に加算される。その結果
、櫛歯状に布線されたセレクタ導線で区分された座標域
における基準位置からスタイラスペン５才での距離が位
相差となってあられれる。蓄積カウンタ１４では前述の
ようにこの位相差に相当する期間に導入されるクロック
パルスをカウントし、このカウント数が前記の距離に比
例することとなる。スタイラスペン５が存在する座標域
は、セレクタ導線の櫛歯間ｆ：順順次スキャンタングる
ことにより検出される。前記距離と座標域が検出される
ことによりＸ座標が算出される。

Ｘ座標も同様にして検出される。

このような座標検出装置の使用態様としては、１α接又
は薄い紙等を隔ててスタイラスペン５をタブレット８」
−で操作する使用態様の外に、例えば机の昇Ｔ口］にタ
ブレット８を設置し、机上でスタイラスペン５を操作し
たシ、タブレット８上にｊす手の’ｊ、ｌ’　７！！そ
の他の物体’ｆｒ：　Ｉｆｆき、それらの上でスタイラ
スペン５を操作するような使用態様もある。ところで、
スタイラスペン５をタブレット８から厚み方向に離して
使用すると検出導線、セレクタ導線に誘起される電圧は
離れた距離に応じて急激に減少し、かつ、波形に歪を生
じることが知られており、このような使用態様において
は正確な座標検出ができないという欠点があった。

本発明の目的は、上記従来の欠点を除き、スタイラスペ
ン又はカーソル等がタブレットのＸ軸、Ｙ軸平面から垂
直のＺ軸方向に離れた場合でも正確な座標を検出するこ
とができる座標検出装置を提供するにある。

この目的を達成するため、本発明は、前述のような位相
差の信号又はセレクタ導線により検出された信号の振幅
をとり出し、この振幅が予め定められた所定値以下のと
きその振幅を大きくする振幅変更手段を設け、変更した
振幅と変更の度合に基づいて前記Ｚ軸方向の座標を求め
、このＺ座標に基づいてＸ座標およびＸ座標を補正する
ようにしたことを特徴とする。

以下、本発明をｗＪｚ図および第３図に示す実施例に基
づいて説明する。

第２図は本発明の一実施例に係る座標検出装置のブロッ
ク図である。

図で、第１図に示す部分と同一部分には同一符号を付し
て説明を省略する。４ａ＋１２ａはそれぞれ増幅器であ
り、第１図に示す増幅器４．１２がその増幅度を固定さ
れているのに対し、増幅器４ａ＋１２ａは制御信号によ
シその増幅度を切換えることができるようになっている
。１５ａはマイクロコンピユータで構成される信号処理
装置であり、第１図に示す信号処理装置１５とは一部異
なった処理手段を有する。１６は振幅検出器であり、増
幅器１２ａからの出力信号を入力してその振幅の最大値
を保持しておく。この保持されている最大値は信号処理
装置１５ａからの信号によシリセットすることができる
。１７は振幅検出器１６に保持されている振幅の最大値
をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器（アナログ・デジ
タル変換器）である。

次に、本実施例の動作を説明する０増幅器１２ａからは
前述のようにフィルタ３から出力される正弦波に対して
位相差を有するＸ軸又はＹ軸の正弦波信号が出力される
。この信号は振幅検出器１６に入力されてその振幅の最
大値が保持される。この最大値はＡ／Ｄ変換器１７によ
りデジタル値に変換される。信号処理装置１５ａはこの
最大値をとシ入れて予め定められた設定値と比較する。

ところで、タブレット７の上に相当の厚みを有する物体
が置かれていて、タブレット７の面とスタイラスペア５
間に間隔がある場合、即ち、スタイラスペン５のＺ軸方
向の距離が大きい場合、とり入れた最大値はきわめて低
い値である。したがって、前記設定値との比較の結果、
とり入れた最大値は設定値以下となる。この場合、信号
処理装ｆｉｔ１５ａは増幅器４ａ、１２ａの増幅度が最
大か否かをチェックし、最大でなければ増幅器４ａ、１
２ａに対して制御信号を出力し、その増幅度をよシ太き
カ増幅度に切換える。この切換えは可成り大幅な切換え
とすることが望ましい。次いで信号処理装置１５ａは振
幅検出器１６にリセット信号を出力し、それまで保持し
ていた最大値をリセットする。

そうすると、振幅検出器１６には大きな増幅度に切換え
られた増幅器４ａ、１２ａｉ経た信号が入力され、より
大きな最大値が保持でれる。この最大値はＡ／Ｄ変換器
１７でデジタル値に変換され、再び前配設定値と比較さ
れる。以上のような処理が順次繰返えされることとなる
が、増幅器４ａ。

１２ａの増幅度が最大になっても、振幅検出器１６の最
大値が前記設定値以下であれば、座標検出は不能である
として検出動作を停止する。即ち、Ｚ軸方向においてス
タイラスペン５の距離が太き過ぎると、得られる信号は
極端に小さくなり歪も生じて正確な検出ができなくなる
のである。

上記の処理の繰返えしにおいて、振幅検出器１６の最大
値が設定値以上になると、信号処理装置１５ａは蓄積カ
ウンタ１４を作動σせて前述のように位相差に和尚する
期間クロックパルスをとり入れ、そのパルスの個数に基
づいてＸ座標、Ｘ座標を算出する。一方、信号処理装置
１５ａはそのときの最大値と増幅器４ａ、１２ａにノ↓
づいてスタイラスペン５の先端とタブレット７の表面と
の距離、即ち、スタイラスペン５のＺ軸方向の距離を算
出する。この算出された値を用いて前に算出したＸ座標
、Ｘ座標の値を修正する。この修正は、予めＺ軸方向の
距離によるＸ座標、Ｘ座標の誤差を測定しておき、これ
を信号処理装置　１５　ａ内のメモリに記憶させ、これ
に基づいて修正を行なってもよいし、又、近似計算式を
作っておき、これ金柑いて修正を行なってもよい。上記
の処理において、最大値に対する比較の基準となる設定
値は種々の観点から決定し得るものであるが、その１例
として比較器１３の機能により決定することもできる。

即ち、比較器１３にゼロクロスコンパレータを用いた場
合、増幅器１２ａからの信号が０点を超えると出力を生
ずる。しかしながら、多くの場合、必ずしも正確に０点
を超えて出力を生ずるのでＶまなく、その出力を生ずる
大きさに多少のずれが存在する。このずれは信号の振幅
が太さければ程んど問題にならないが、振幅が小さけれ
ば小いいイ゛】″大きな位相のずれとなってその影響が
甚だしくなる。そこで、このような影響のない振幅を設
定値として定めるものである。

なお、以上の説明では、Ｘ軸又はＹ軸の検出導線に生ず
る信号を用いて修正を行なう場合について述べたが、セ
レクタ導線に生ずる信号を利用することも可能である。

又、増幅度を変更する増幅器として増幅器４ａ、１２ａ
の両方を用いたが、いずれか一方をのみ用いることもで
きるし、又、適宜個所に別途増幅器を設け、この増幅器
の増幅度を切換えるようにしてもよい。又、スタイラス
ペン５のＺ軸方向の距離の算出は信号セレクタ８の切換
毎に行なう必要はなく１度行なえば充分その目的を達す
ることができる。

このように、本実施例では、増幅器の増幅度と得られた
振幅からスタイラスペンのタブレット面からの距離を算
出し、その値によりｘ座標、Ｙ座標を修正するようにし
たので、上記距離が大きくても正確な座標検出を行なう
ことができる。又、上記距離を算出することによシＺ座
標を検出することができ、本実施例を３次元の座標検出
装置として用いることもできる。

第３図は本発明の他の実施例に係る座標検出装置のブロ
ック図である。

本実施例は、第２図に示す分周器２から増幅器４ａｔで
の構成および信号処理装置１５ａの一部処理手段を異に
するものであシ、他の構成については同じであるので、
構成を異にする部分のみ示し、同一の構成部分について
は図示を声略する。

ただし、増幅器１２ａの増幅度は固定されているものと
する。図で、ｌは発振器（第２図に示すものと同じ）で
ある。２ａはリングカウンタの機能をも備えた分局器で
あわ、その出力側にはアドレス信号線が接続されている
。アドレス信号線の１つは蓄積カウンタ１４に接続され
ており、この信号線からは第２図に示す分周器２の出力
に対応して１周期毎に蓄積カウンタ１４をセットする値
（例えば高出力レベル信号）が出力さねるようになって
いる。１８は信号処理装置１５ｂからのアドレス信号と
分周器２ａからのアドレス信号とを切換えるためのセレ
クタである。１９はＲＡＭ　（ランダム・アクセス・メ
モリ）であシ、信号処理装置１５ｂからその所定番地に
所定数値が書込まれる。２０はＲＡＭＩ　９　がらの出
方をアナログ値に変換するＤ／Ａ変換器（デジタル−ア
ナログ変換器）、３ａはＤ／Ａ変換器２ｏがらの出力を
なめらかな正弦波とするフィルタ、４ｂは増幅度が一定
とされた増幅器である。

信号処理装置１５ｂはＲＡＭＩ　９　を起動し、ＲＡＭ
　１９の所定番地に所定の値を書込む。この状態におい
て、発振ａｌから分周器２ａヘクロツクパルスが出力さ
れ、分周器２ａＵそのクロックパルスによ、リアドレス
信号線から順次アドレスデータを出力する。これらアド
レスデータはセレクタ１８を介して順次ＲＡＭＩ　９　
に読込１れ、ＲＡＭ１９はそのアドレスデータの番地に
書込まれている値を順次出力する。この値はＤ／Ａ変換
器２゜によシアナログ値に変換される。第４図（ａ）　
ｉ”ｔ　Ｄ／Ａ変換器２０の出力波形を示すものであわ
、階段状の波形となってあられｆｈる。この出力波形は
フィルタ３ａによシ第４図（ｂ）に示すように正弦波と
される。この正弦波は増幅器４ｂによシ増幅され、スタ
イラスペン５のコイル６に加えられる。

ＲＡＭ１９に対するアドレスデータは信号処理装置１５
ｂからも出力することができ、その場合はセレクタ１８
が分局器２ａから信号処理装置１５ｂ側へ切換えられる
。ＲＡＭ１９に書込まれる値は信号処理装置１５ｂによ
シ自由に変更することができる。第４図（ａ）に示され
た波形の階段の１つ１つの高さは、ＲＡＭ１９の各番地
に書込まれている値に相当するのであるから、ＲＡＭ１
９に書込まれる値を変更することによシ増幅器４　’ｋ
から出力される正弦波の振幅を変更することができる。

即ち、本実施例では、さきの実施例が増幅器の増幅度を
切換えて振幅を変更するのに対して、信号処理装置１５
ｂでＲＡＭ１９の値を書換えることによりこれを行なう
。

このように、本実施例でＦｉＲＡＭ１９に書込まれた値
と得られた振幅からスタイラスペンのタブレット面から
の距離を算出し、そΩ値によシＸ座標、Ｙ座標を修正す
るようにしたので、さきの実施例と同様の効果を奏する
ものであシ、さらに、蓄積カウンタをセットする分局器
２ａからの位相基準信号とスタイラスペンのコイルに与
えられる信号との位相差金任意に、かつ、動的に設定す
ることができ、励磁信号の歪やノイズによる誤差を除く
ことができる。

以上述べたように、本発明においては、スタイラスペン
のタブレット面からの距離を算出し、その値によシＸ座
標、Ｙ座標を修正するようにしたので、上記距離が大き
くても正確な座標検出を行ｆｒ″５ことができる。又、
上記距離を算出する、ことによりＺ座標を検出すること
ができ、３次元の座標検出装置として用いることもでき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の座標検出装置のブロック図、第２図は本
発明の一実旌例に係る座標検出装置のブロック図、第３
図は本発明の他の実施例に係る座標検出装置の一部のブ
ロック図、第４図（ａ）、　（ｂ）は第３図に示すＤ／
Ａ変換装置およびフィルタの出力波形図である。 ｌ・・・・・・発振器、２，２ａ・・・・・・分周器、
３．３ａ°°゛゛°フイルタ、４ａ、４ｂ・・・・・・
増幅器、５・・・・・・スタイラスペン、６・・・・・
・コイル、７・・・・・・タブレット、１１ａ・・・・
・・個用用コンデンサ、１１・旧・・加算器、１２ａ・
・・・・・増幅器、１３・・・・・・比較器、１４・・
・・・・蓄積カウンタ、１５ａ、１５ｂ・・・・・・信
号処理装置、１６・・・・・・振幅検出器、１７・・・
・・・Ａ／Ｄ変換器、１８・・・・・・セレクタ、１９
・・・・・・ＲＡＭ、２０・・・・・・Ｄ／Ａ変換器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）正弦波発生装置と、この正弦波発生装置から出力
   される発振電圧によシ励磁される励磁装置と、この励磁
   装置が置かれることによシその置かれた位１４に関連し
   た信号を発生する導線と、この導線に発生した信号を前
   記発振電圧に対して前記位置に関連した位相差を有する
   信号に変換する変換手段と、前記位相差に基づいて前記
   位置のＸ座標およびＸ座標を求める演算装置とを備えた
   座標検出装置において、前記変換手段からの信号が所定
   値以下の振幅であるときその振幅を大きくする振幅変更
   手段と、変更した振幅および変更の度合に基づいて前記
   Ｘ座標およびＸ座標に垂直が前記位置のＸ座標を求める
   手段と、前記Ｘ座標に基づいて前記Ｘ座標およびＸ座標
   を補正する手段を設けたことを特徴とする座標検出装置
   。 （２、特許請求の範囲第１項において、前記振幅変更手
   段は増幅器の増幅度を切換える手段であることを特徴と
   する座標検出装置。 （３）特許請求の範囲第１項において、前記振幅変更手
   段は前記正弦波発生装置における正弦波の振幅を変更す
   る手段であることを特徴とする座標検出装置。