JPS61272818A - 座標入力装置 - Google Patents

座標入力装置

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JPS61272818A
JPS61272818A JP60115729A JP11572985A JPS61272818A JP S61272818 A JPS61272818 A JP S61272818A JP 60115729 A JP60115729 A JP 60115729A JP 11572985 A JP11572985 A JP 11572985A JP S61272818 A JPS61272818 A JP S61272818A
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JP
Japan
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signal
coordinate
electrical signal
input device
time
Prior art date
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Application number
JP60115729A
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English (en)
Inventor
Tadashi Kobayashi
正 小林
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NEC Corp
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NEC Corp
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Publication date
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は座標入力装置、特にタブレットの入力面に設け
た導体ワイヤ群と入力ペンに内蔵したコイルとの電磁結
合箇所を検出することによりペン入力位置の座標を示す
電気信号を発生する座標入力装置に関する。
〔従来の技術〕
手書き入力される文字や図面などのパターンを電気信号
に変換する手段として従来、導体のループ群あるいはワ
イヤ群を配列した入力面をもつタブレットと、コイルを
内蔵した入力用のペンとを具備して、入力面のループ群
あるいはワイヤ群とペン内のコイルとの電磁結合箇所を
検出することにより、ペン入力位置の座標を示す電気信
号(座標信号)を発生する座標入力装置が実用化されて
いる。電磁結合方式の座標入力装置で外来雑音に起因す
る検出精度の劣化を防止するため、周波数が高い搬送波
信号を入力面のループ群あるいはペン内のコイルに印加
し励振して、電磁結合強度を向上させた座標入力装置(
特開昭59−186076号明細書記載の装置)が提案
されている。この装置で、入力面のループ群あるいはペ
ン内のコイルのいずれか一方を搬送波で励振して他の一
方に誘起される電圧信号から電磁結合箇所を検出するに
は、座標軸の方向に配列したループ群の各ループを順次
に走査すれば良い。電磁結合箇所の検出法として、誘起
電圧信号に含まれているループ走査周波数近傍の基本波
成分をフィルタで抽出し、その位相が原点に対応する基
準位相よりどれだけ遅れているかを検出する方法(位相
検出法)がある。
しかしこの検出法を適用すると、通常ループ走査周波数
はかなり低いので、基本波成分を抽出するためのフィル
タが大形化し、これに伴って装置が大形化・高価格化す
るという難点がある。この難点を除いた検出法として、
誘起電圧信号がピークになるタイミングを検知し、その
タイミングが原点に対応する基準タイミングよりどれだ
け遅れているかを検出する方法(ピーク検出法)があり
、この検出法を適用した座標入力装置(特願昭59−1
28728  号明細書記載の装e>も提案されている
〔発明が解決しようとする問題点〕 上述した従来の座標入力装置は、タブレットの入力面に
導体のループ群を配列したものであり、ループ群を配列
するため入力面の構造が複雑化して、タブレットの小形
化・低価格化を実現できないという問題点をもつ。すな
わち、入力面の各ループは、入力面の一辺側に各一端を
接続してあり且つ対辺側で各地端を互いに接続した二本
の導線から成る。従って、一つのループを形成するため
に二本の導線を要するので入力面に配列する導線数が多
くなると共に、各ループを一部分オーバーラップさせ且
つ互いに電気的に接触せぬよう配列するには、例えば低
価格で製作可能な片面プリント配線板を使用できず高価
格な両面プリント配線板を使用せねばならない。
この問題点を解決するため、ループ群を配列したタブレ
ットの代りにワイヤ群を配列したタブレットを使おうと
すると、ワイヤ群とペン内のコイルとの電磁結合による
誘起電圧信号の波形が従来のそれと違うので、従来のピ
ーク検出法を適用できない。この場合、従来の位相検出
法は適用可能であるが、タブレットの方は構造を簡単化
して小形化・低価格化できても、検出部の方が大形化−
高価格のままである。
本発明の目的は、上述の問題点を解決しワイヤ群を配列
したタブレットを使用して更に検出部を従来よりも小形
化・低価格化した座標入力装置を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の第1の発明の装置は、それぞれ複数本の導体の
ワイヤを含む2組のワイヤ群を配設した入力面をもつタ
ブレットと、入力時に前記ワイヤ群と電磁結合するコイ
ルを内蔵したペンと、搬送波で変調した走査信号で2組
の前記ワイヤ群を交互に走査して生ずる進行磁界に応登
して前記コイルに誘起する第1の電気信号の出現時刻を
検出し入力箇所の座標を示す座標信号を発生する座標検
出部とを有する座標入力装置において、前記座標検出部
は、前記搬送波の周波数近傍の信号成分をろ波し増幅す
るろ波増幅手段と、該戸波増幅した電気信号を検波する
検波手段と、#検波した電気信号および第2の電気信号
の波形が交叉する時刻を示す第3の電気信号を発生する
レベル判定手段と、前記第3の電気信号および座標原点
に対応する時刻を示す基準電気信号の時刻差に応答して
前記座標信号を発生する座標信号発生手段とを備えてい
る。
本発明の第2の発明の装置は、それぞれ複数本の導体の
ワイヤを含む2組のワイヤ群を配設した入力面をもつタ
ブレットと、入力時に前記ワイヤ群と電磁結合するコイ
ルを内蔵したペンと、搬送波を前記コイルに印加して生
ずる磁界に応答して2組の前記ワイヤ群に誘起する電圧
を走査して得られる第1の電気信号の出現時刻を検出し
入力箇所の座標を示す座標信号を発生する座標検出部と
を有する座標入力装置において、 前記座標検出部は、前記搬送波の周波数近傍の信号成分
をp波し増幅するp波増幅手役と、該戸波増幅した電気
信号を検波する検波手段と、該検波した電気信号および
第2の電気信号の波形が交叉する時刻を示す第3の電気
信号を発生するレベル判定手段と、前記第3の・1気信
号および座標原点に対応する時刻を示す基準電気信号の
時刻差に応答して前記座標信号を発生する座標信号発生
手段とを備えている。
〔実施例〕
次に、図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第1図は本発明の第1の発明の一実施例を示すブロック
図であり、第2図はその動作を説明するための波形図で
ある。タブレット1は、その入力面に配列した複数のワ
イヤ10Xとこれに直交して配列した複数のワイヤIO
Yとを具備している。
各ワイヤ10X(あるいは10Y)は、一端を走査回路
3X(あるいは3Y)に接続してあり、他方の一端は共
通帰路に接続しである。走査回路3Xおよび3Yはそれ
ぞれ、制御部5から走査タイミング信号と共に搬送波を
受信して、搬送波で変調した多相パルス信号である多相
バースト信号を発生しワイヤIOXおよびIOYへ送る
ことにより、入力面上でX座標軸SよびY座標軸に沿っ
て進行する交番磁界を発生させる。入力用のペン2は、
入力時に入力面上で進行磁界と鎖交するコイル20を内
蔵している。入力時にコイル20に誘起された電圧信号
は座標検出部70F波増幅器70へ送られ、信号波形の
包絡線をスムーズに平滑化されると共に電圧増幅されて
、信号aとして検波器71に送られる。検波器71が同
期検波器であれば、第2図に実線B1で示すよ5な波形
の信号すが、また検波器71が包路線検波器であれば、
破線B2で示すような波形の信号すが、検波器71から
レベル判定回路72へ送られる。レベル判定回路72は
、信号すの′a圧のゼロ交叉時にパルスが立上る信号C
を発生して座標発生回路9に送る。座標発生回路9は、
各座標の原点に対応するタイミングにパルスが立上る基
準タイミング信号を制御部5から受け、これと信号Cと
のパルス間隔時間τに比例した値のディジタル信号を発
生し、これを座標信号として送出する。
第3図(a)および(b)はそれぞれ1本実施例中のレ
ベル判定回路72に雑音除去手段を付加した場合の構成
例を示すブロック図およびその動作を説明するための波
形図である。信号すの電圧は、中心部のゼロ交叉時の前
後で成る時間以上離れると、殆んどゼロになり、これに
外来雑音が相加されて余分なゼロ交叉を生ずることが多
い。この結果、レベル判定回路72が送出する信号dに
は、中心部のゼロ交叉時には立上るパルス以外に、余分
なパルスが現われる。時に、中心部のゼロ交叉時よりも
前に余分なパルスが現われると座標を誤検出する原因に
なる。このような座標誤検出を防ぐため、信号すを電圧
比較器73へ送って信号すの電圧がしきい値電圧vth
  を超えた時にパルスを発生させ、このパルスでタイ
マー74を起動してパルス幅Teのパルスである信号e
を作り、信号dおよびeを論理積ゲート75へ送って、
信号すの中心部のゼロ交叉時に立上るパルスのめが現わ
れる信号Cを得ている。電圧比較器73に与えるしきい
値電圧vth  は、信号すのピーク電圧よりも低く設
定した電圧の直流電圧、あるいは信号すのピーク電圧を
ホールドした電圧信号を分圧して得られる電圧を用いる
。タイマー74としては、例えば単安定マルチバイブレ
ータを使えば良い。しきい値電圧vth  およびパル
ス幅Teの6値を適当に設定することにより、信号Cに
信号bδ中心部のゼロ交叉時に立上るパルスだけが現わ
れるようにすることができ、前述のような座標誤検出が
発生することを防止できる。
本実施例では、タブレット1の入力面の各ワイヤ群(す
なわち、ワイヤIOXから成る群およびワイヤYから成
る群)は、ループ群の場合のような複雑な配線を必要と
せず、例えば低価格の片面プリント配線板で製作できる
。更に、座標検出部7の回路規模、特にF減増幅器70
のF波手段の規模は、従来のような低周波信号ではなく
高周波の搬送波周波数近傍を抽出すれば良いので、従来
よりもかなり小形化できる。
第4図は8g1の発明の他の実施例を示すブロック図で
あり、第5図はその動作を説明するための波形図である
。本実施例の座標検出部8は、第1図に示す座標検出部
70F波増幅器70の直前に、ペン2から送られてくる
信号fと制御部5から送られてくる搬送波CA几とを電
圧加算するための合成回路80を付加して接続した回路
である。なお、合成回路80の付加に伴って、レベル判
定回路81は、信号りの・4圧が信号りの時間平均電圧
の値に達した時にパルスを発生するように、変更しであ
る。
合成回路80はアナログ加算回路であり、制御部5から
多相バースト変調用の搬送波CARを受ヨし、これと信
号fとを電圧加算した信号をろ波 ・増幅器70に送る
。F減増幅器70が送出する信号gは検波器71へ送ら
れる。本実施例の検波器71は、包絡線検波器であり、
検波出力の信号りをレベル判定回路81へ送る。1/ベ
ベル定回路81は、41号h (実10)aHテ示t 
) C)ilEが信号りの時間平均電圧(破5Hで示す
)に達した時に立上るパルスを発生し、これを信号iと
して座標発生回路9へ送る。信号iのパルス立上りのタ
イミングは、信号fの包絡線′のゼロ交叉時と一致する
@座標発生回路9は、基準タイミング信号と信号iとの
パルス間隔時間τに比例した値のディジタル信号を発生
し、これを座標信号として送出する。
第6図(a)2よび(b)はそれぞれ、本実施例中のレ
ベル判定回路81の構成例を示すブロック図である。同
図(a)の回路は、抵抗器12↓びコンデンサC1から
成る低域通過フィルタの1/ベベル均化回路83に信号
りを通して信号りの時間平均電圧を較器82に与えて、
信号りの電圧が信号hα4圧に達した時に立上るパルス
を発生することにより信号iを得る。同図(b)の回路
は、1J@hをコンデンサC28よび抵抗R2から成る
高埴通過フィルタの直流阻止回路84に通して信号りの
直流成分を除去したあと、これを電圧比較器82に送っ
て直流阻止回路84の送出信号の電圧のゼロ交叉時に立
上るパルスを発生させることにより、信号りの電圧が信
号りの時間平均電圧に達した時と実質的に同一のタイミ
ングでパルスが立上る・M号iを得る。
第7図(a)およびΦ)はそれぞれ、第6図(a)に示
したレベル判定回路81に雑音除去手段を付加した場合
の構成例を示すブロック図およびその動作を説明するた
めの波形図である。信号りの電EE(実線Hで示す電圧
波形)は、その最大値時および最小値時の間で信号りの
時間平均電圧(破線Hで示す′−圧)に達するが、この
中心部の両電圧交叉時の前後で成る時t4以上離れると
、信号りの時間平均電圧に近イすき、こi′Lに外来雑
音が相加されて余分な両電圧交叉を生ずることが多い。
この結果、1ノベル判定回路81が送出する信号jには
、余分なパルスが現われ、?f卯こ中心部よりも前に余
分なパルスが現われると業atA検出を生じる。これを
防ぐため、信号h 、7ボテンシ置ンメータV几で分圧
した゛4圧信号(実線りで示す電圧波形)が信号りの・
1圧(破線Hで示す磁圧)を超えた時にシ王比較器85
が発生rるパルスをタイマー86へ送り、このパルスで
タイマー86を超勤してパルス幅Tノのパルスである信
号lを作り、り号jおよび!を論理積ゲート87に送っ
て、中心部での信号jのパルスのみが現われる信号i%
 得ている。
ポテンションメータvRでの分圧比およびパルス幅Tl
の装置を適当に設定することにより、中心部の信号りお
よびhの電圧交叉時に立上るパルスだけを送出すること
ができ、前述のような座標誤検出を防止し得る。
本実施例では、第1図の実施例と同様に、タブレット1
および座標検出部8を従来よりも小形化・低価格化でき
、更に座標検出部8内の検波器71に包絡線検波器を使
用して、第1図の実施例で同期検波器を使用した場合の
検波出力(第2図の信号すの実線B1で示す)の電圧を
上方にシフトした電圧波形をもつ信号りが得られる。第
1図の実施例では、入力時のペン2の傾きに起因する座
標検出誤差は、同期検波器を使用した方が包絡線検波器
を使用するよりも少くできるが、同期検波器は搬送波再
生回路を必要とし包絡検波器に比べて大形化・高価格化
するという難点がある。本実施例では、小形・低価格の
包絡線検波器を使用して、前実施例で同期検波を行った
場合と同様の波形が得られ、従ってペン傾きに起因する
座標検出誤差を少くできる。また新たに付加した合成回
路80は、例えば抵抗器をニないし三個使うだけで小形
且つ低価格であるから、装置全体としても前実施例と同
程度の性能で更に小形化・低価格化し得る。
第8図は第2の発明の一実施例を示すブロック図である
。本実施例では、ペン2内のコイルに搬送波CARを送
って交番磁界を発生させ、入力時にこの交番磁界により
タブレット1の入力面の各ワイヤに誘起される電圧を順
次に走査して、入力箇所の座標を検出する。すなわち、
走査回路4Xおよび4Yはそれぞれ、入力面の各ワイヤ
の誘起電圧を順次走査して、これを切替回路50へ送る
切替回路50は、制御回路6から送られてくる切替信号
に応じて、走査回路4Xおよび4Yから送られてくる二
つの信号のうちの一方ずつを交互に座標検出部7(ある
いは8)に導く。座標検出部7(あるいは8)は、第1
の発明の実施例の場合と同一構成を有し、座標信号を発
生して送出する。
なお、座標検出部8を使用する場合には、破線矢印で示
すように、搬送波CARを座標検出部8へ送り、これと
切替回路40から送られてくる信号との電圧加算を行う
本実施例でも、明らかに第1の発明の実施例と同様に、
従来よりも小形で低価格の装置を実現できる。
第9図は第2の発明の他の実施例を示すブロック図であ
る。本実施例では、前実施例(第8図参照)中の切替回
路40を除去し、走査回路4Xおよび4Yが走査した二
つの信号をそれぞれ個別に設けた二つの座標検出部7(
あるいは8)に直接溝いて、両信号を同時に並列処理し
てX座標およびY座標を示す座標信号<x> gよび座
標信号(y)を個別に発生させる。
本実施例でも明らかに、装置を従来よりも小形化・低価
格化できると共に、更に単位時間当りの座標信号発生回
数を前実施例の場合の2倍に向上でき、入カバターンの
サンブリ、ング回数も2倍に増やして入カバターンに対
する追随性を向上できる。
〔発明の効果〕
以上に説明したごとく本発明には、ワイヤ群を配列した
小形で低価格のタブレットを使用し更に検出部を従来よ
りも小形化・低価格化した座標入力装置を実現できると
いう効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図、第3図(a)、第4図、第6図(a)、第7図
(a)、第8図、および第9図は本発明の実施例を示す
ブロック図、第2図、第3図(b)、第5図、第6図(
b) 、 #よび第7図(b)は本発明の実施例につい
て動作を説明するための波形図である。 1・・・・・・タブレット、IOX、IOY・・・・・
・ワイヤ、2・・・・・・ペン、20・・・・・・コイ
ル、3X、3Y、4X。 4Y・・・・・・走査回路、5,6・・・・・・制御部
、7,8・・・・・・座標検出部、71・・・・・・F
減増幅器、71・・・・・・検波器、72.81・・・
・・・レベル判定回路、9・・・・・・座標発生回路、
80・・・・・・合成回路、40・・・・・・切替回路
、73.82.85・・・・・・電圧比較器、74゜8
6・・・・・・タイマー、75.87・・・・・・論理
積ゲート、83・・・・・・レベル平均化回路、84−
−−−−−直流阻止回路、VR・・・・・・ポテンシl
メータ。 代理人 弁理士  内 原   晋g−一”>$ l 
凹 具 2 凹 (CL) 櫓号c   −++− (b) 第 3 司 第 4 図 第 S 目 θ2 第 G 口 cb) 第7WJ

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)それぞれ複数本の導体のワイヤを含む2組のワイ
    ヤ群を配設した入力面をもつタブレットと、入力時に前
    記ワイヤ群と電磁結合するコイルを内蔵したペンと、搬
    送波で変調した走査信号で2組の前記ワイヤ群を交互に
    走査して生ずる進行磁界に応答して前記コイルに誘起す
    る第1の電気信号の出現時刻を検出し入力箇所の座標を
    示す座標信号を発生する座標検出部とを有する座標入力
    装置において、 前記座標検出部は、前記搬送波の周波数近傍の信号成分
    をろ波し増幅するろ波増幅手段と、該ろ波増幅した電気
    信号を検波する検波手段と、該検波した電気信号および
    第2の電気信号の波形が交叉する時刻を示す第3の電気
    信号を発生するレベル判定手段と、前記第3の電気信号
    および座標原点に対応する時刻を示す基準電気信号の時
    刻差に応答して前記座標信号を発生する座標信号発生手
    段とを備えたことを特徴とする座標入力装置。
  2. (2)前記座標検出部に前記第1の電記信号を直接与え
    、且つ前記第2の電気信号はゼロ電圧信号である特許請
    求の範囲第(1)項記載の座標入力装置。
  3. (3)前記第1の電気信号および前記搬送波の波形を加
    算合成したあと前記座標検出部に与え、且つ前記検波手
    段は包絡線検波回路である特許請求の範囲第(1)項記
    載の座標入力装置。
  4. (4)前記第2の電気信号は前記検波した電気信号の時
    間平均波形をもつ信号である特許請求の範囲第(3)項
    記載の座標入力装置。
  5. (5)前記レベル判定手段は前記検波した電気信号に含
    まれている直流成分を除去したあとの波形のゼロ交叉を
    検出して前記第3の電気信号を発生する特許請求の範囲
    第(3)項記載の座標入力装置。
  6. (6)それぞれ複数本の導体のワイヤを含む2組のワイ
    ヤ群を配設した入力面をもつタブレットと、入力時に前
    記ワイヤ群と電磁結合するコイルを内蔵したペントと、
    搬送波を前記コイルに印加して生ずる磁界に応答して2
    組の前記ワイヤ群に誘起する電圧を走査して得られる第
    1の電気信号の出現時刻を検出し入力箇所の座標を示す
    座標信号を発生する座標検出部とを有する座標検出部と
    を有する座標入力装置において、 前記座標検出部は、前記搬送波の周波数近傍の信号成分
    をろ波し増幅するろ波幅手段と、該ろ波増幅した電気信
    号を検波する検波手段と、該検波した電気信号および第
    2の電気信号の波形が交叉する時刻を示す第3の電気信
    号を発生するレベル判定手段と、前記第3の電気信号お
    よび座標原点に対応する時刻を示す基準電気信号の時刻
    差に応答して前記座標信号を発生する座標信号発生手段
    とを備えたことを特徴とする座標入力装置。
  7. (7)前記座標検出部に前記第1の電気信号を直接与え
    、且つ前記第2の電気信号はゼロ電圧信号である特許請
    求の範囲第(6)項記載の座標入力装置。
  8. (8)前記第1の電気信号および前記搬送波の波形を加
    算合成したあと前記座標検出部に与え、且つ前記検波手
    段は包絡線検波回路である特許請求の範囲第(6)項記
    載の座標入力装置。
  9. (9)前記第2の電気信号は前記検波した電気信号の時
    間平均波形をもつ信号である特許請求の範囲第(8)項
    記載の座標入力装置。
  10. (10)前記レベル判定手段は前記検波した電気信号に
    含まれている直流成分を除去したあとの波形のゼロ交叉
    を検出して前記第3の電気信号を発生する特許請求の範
    囲第(8)項記載の座標入力装置。
JP60115729A 1985-05-29 1985-05-29 座標入力装置 Pending JPS61272818A (ja)

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