JP3072541B2 - 座標検出装置 - Google Patents
座標検出装置Info
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- JP3072541B2 JP3072541B2 JP6112993A JP6112993A JP3072541B2 JP 3072541 B2 JP3072541 B2 JP 3072541B2 JP 6112993 A JP6112993 A JP 6112993A JP 6112993 A JP6112993 A JP 6112993A JP 3072541 B2 JP3072541 B2 JP 3072541B2
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- Japan
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- circuit
- tablet
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- coil
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- Expired - Lifetime
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】 本発明はダブレット上に当接さ
れたケーブル無しの検出ペンの、タブレットへの当接位
置情報をディジタル値で出力する座標検出装置に関す
る。
れたケーブル無しの検出ペンの、タブレットへの当接位
置情報をディジタル値で出力する座標検出装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】 従来の装置本体とのケーブル無しの検
出ペンを使用したタブレットの検出手段として、検出ペ
ン内部に電池を含む能動回路を内蔵したものがあった。
また、静電容量結合方式の座標検出装置の隣接技術とし
ての電磁結合方式を使用して、検出ペンに受動回路であ
る共振回路のみを内蔵したものも知られている。
出ペンを使用したタブレットの検出手段として、検出ペ
ン内部に電池を含む能動回路を内蔵したものがあった。
また、静電容量結合方式の座標検出装置の隣接技術とし
ての電磁結合方式を使用して、検出ペンに受動回路であ
る共振回路のみを内蔵したものも知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】 上述した従来の技術
を使用した前者のものは、電池を内蔵しているので重く
なり、電池の消耗により電池の交換を必要としていた。
また、後者の電磁結合方式のものでは、操作者の指輪の
ような金属リングをタブレット上に配すると、誤動作の
原因となっていた。また回路の浮遊容量が多かれ少なか
れ存在し、この浮遊容量による信号の減衰が大きかっ
た。
を使用した前者のものは、電池を内蔵しているので重く
なり、電池の消耗により電池の交換を必要としていた。
また、後者の電磁結合方式のものでは、操作者の指輪の
ような金属リングをタブレット上に配すると、誤動作の
原因となっていた。また回路の浮遊容量が多かれ少なか
れ存在し、この浮遊容量による信号の減衰が大きかっ
た。
【０００４】
【課題を解決するための手段】 本発明は上述した従来
の問題点に鑑みなされたもので、座標軸に沿って配設さ
れた複数の電極線を有するタブレットと、該タブレット
の各電極線を順次ドライブする周波数掃引電圧駆動部
と、前記電極線と静電容量結合する先端部と一端を接続
され、内部の導体と他端が接続された並列共振回路を内
部に配置した検出ペンと、前記電極線へ周波数掃引電圧
を印加する信号線に接続されたレベル検出回路と、該レ
ベル検出回路と並列接続された抵抗成分を持つコイルと
を有する座標検出装置を提案するものである。
の問題点に鑑みなされたもので、座標軸に沿って配設さ
れた複数の電極線を有するタブレットと、該タブレット
の各電極線を順次ドライブする周波数掃引電圧駆動部
と、前記電極線と静電容量結合する先端部と一端を接続
され、内部の導体と他端が接続された並列共振回路を内
部に配置した検出ペンと、前記電極線へ周波数掃引電圧
を印加する信号線に接続されたレベル検出回路と、該レ
ベル検出回路と並列接続された抵抗成分を持つコイルと
を有する座標検出装置を提案するものである。
【０００５】
【作用】小容量結合された並列共振回路はその共振周波
数近傍でインピーダンスのディップ点及びピーク点が連
続して存在し、このディップ点とピーク点のレベル差を
電極線毎に求め、最大レベル差の電極線近傍に検出ペン
が当接されたものとして検出するが、レベル検出回路と
並列接続された抵抗成分を持つコイルにより、浮遊容量
に起因するところの信号減衰を減少させる。
数近傍でインピーダンスのディップ点及びピーク点が連
続して存在し、このディップ点とピーク点のレベル差を
電極線毎に求め、最大レベル差の電極線近傍に検出ペン
が当接されたものとして検出するが、レベル検出回路と
並列接続された抵抗成分を持つコイルにより、浮遊容量
に起因するところの信号減衰を減少させる。
【０００６】
【実施例】以下本発明の詳細を添付図面を参照して説明
する。図１は本発明の装置の全体構成図である。タブレ
ット電極線１、１、・・・は実際にはＸ軸方向及びＹ軸
方向共に配置されているが説明の便宜上片方向のみ図示
した。電圧駆動部Ｖｓ２は周波数掃引電圧源であり、抵
抗Ｒｓ３及びアナログスイッチＳＷ４を通じてタブレッ
トの各電極線１、１、・・・を順次電圧駆動する。検出
ペン５の回路はコイルＬ６及びコンデンサＣ７の受動素
子による並列共振回路で構成されており、検出ペン５の
先端導体８は、コイルＬ６とコンデンサＣ７からなる並
列共振回路の一端に接続され、コイルＬ６とコンデンサ
Ｃ７からなる並列共振回路の他端は検出ペン５の筐体に
電気的に接続されている。
する。図１は本発明の装置の全体構成図である。タブレ
ット電極線１、１、・・・は実際にはＸ軸方向及びＹ軸
方向共に配置されているが説明の便宜上片方向のみ図示
した。電圧駆動部Ｖｓ２は周波数掃引電圧源であり、抵
抗Ｒｓ３及びアナログスイッチＳＷ４を通じてタブレッ
トの各電極線１、１、・・・を順次電圧駆動する。検出
ペン５の回路はコイルＬ６及びコンデンサＣ７の受動素
子による並列共振回路で構成されており、検出ペン５の
先端導体８は、コイルＬ６とコンデンサＣ７からなる並
列共振回路の一端に接続され、コイルＬ６とコンデンサ
Ｃ７からなる並列共振回路の他端は検出ペン５の筐体に
電気的に接続されている。
【０００７】検出ペン５の先端導体８とダブレット電極
線１、１、・・・間は小容量の静電容量で結合されるこ
とになる。また検出ペン５の筐体は人体を通じ、またタ
ブレット筐体グランドとの静電容量により、更に空間へ
の電磁波放射インピーダンスの効果等により疑似的信号
リターンとなり図１ではＺｐで図示してある。この状態
で電圧の駆動側から負荷側を見たインピーダンスは周波
数により変化し、抵抗Ｒｓ３の電流もそれに応じて変化
し、結果的に抵抗Ｒｓ３とアナログスイッチＳＷ４の接
続点の電圧レベルの変化として現れる。この接続点の電
圧レベルを検出することにより負荷の状態を知ることが
できる。信号減衰に関係する浮遊容量Ｃｓ１（１１）、
Ｃｓ２１（１１）、・・・、Ｃｓ２ｎ（１１）は不要な
浮遊負荷インピーダンスを構成するが、レベル検出回路
９と並列に入るコイルＬｐ１２及び抵抗ＲD１３の回路
と共に緩やかな並列共振特性を持つ。
線１、１、・・・間は小容量の静電容量で結合されるこ
とになる。また検出ペン５の筐体は人体を通じ、またタ
ブレット筐体グランドとの静電容量により、更に空間へ
の電磁波放射インピーダンスの効果等により疑似的信号
リターンとなり図１ではＺｐで図示してある。この状態
で電圧の駆動側から負荷側を見たインピーダンスは周波
数により変化し、抵抗Ｒｓ３の電流もそれに応じて変化
し、結果的に抵抗Ｒｓ３とアナログスイッチＳＷ４の接
続点の電圧レベルの変化として現れる。この接続点の電
圧レベルを検出することにより負荷の状態を知ることが
できる。信号減衰に関係する浮遊容量Ｃｓ１（１１）、
Ｃｓ２１（１１）、・・・、Ｃｓ２ｎ（１１）は不要な
浮遊負荷インピーダンスを構成するが、レベル検出回路
９と並列に入るコイルＬｐ１２及び抵抗ＲD１３の回路
と共に緩やかな並列共振特性を持つ。
【０００８】電気回路のみを等価的に書くと図２のよう
になる。ここで抵抗Ｒｓｐ１４はアナログスイッチＳＷ
４及びタブレット電極線１、１、・・・の抵抗の合成抵
抗であり、Ｃｃ１５が検出ペン５の先端導体８とタブレ
ット電極線１、１、・・・の結合容量である。Ｌ１６、
Ｃ１７、ＲQ１８は検出ペン５の内部回路であり、それ
ぞれコイル６、コンデンサ７、共振回路のＱを決定する
実効抵抗成分である。ＲM及びＣMは疑似リターンＺｐの
抵抗分及び容量分である。Ｃｓ１及びＣｓ２は浮遊容量
の等価容量である。これより解るように、信号周波数を
掃引することにより検出ペン５の共振回路の共振特性そ
のものを電圧駆動部Ｖｓ２に接続された抵抗Ｒｓ３の出
力端からレベル変化として見ることができるが、その特
性は数ピコファラッド以下という小容量結合のため、図
３に示すように検出ペン５の回路のみの共振点の近傍で
ディップ点とピーク点が連続的に現れる。コイルＬｐ１
２、抵抗ＲD１３がない従来のものは図３の下側に示す
レベルカーブであるが、それは浮遊容量による不要な浮
遊負荷インピーダンスによる信号減衰を伴った検出レベ
ルである。掃引周波数帯域において、浮遊容量と緩やか
な共振となるようなコイルＬｐ１２、抵抗Ｒｄ１３を有
する本回路はその共振特性により浮遊負荷インピーダン
スが大きくなり、従って不要な負荷が軽くなり、図３の
上側レベルカーブに示すごとく検出レベルを大きく取り
出すことができる。また共振回路以外の導電性のものが
タブレットに近づいても、このようなディップ点Ａとピ
ーク点Ｂが連続することはないのでそれによる誤動作を
防ぐことができる。
になる。ここで抵抗Ｒｓｐ１４はアナログスイッチＳＷ
４及びタブレット電極線１、１、・・・の抵抗の合成抵
抗であり、Ｃｃ１５が検出ペン５の先端導体８とタブレ
ット電極線１、１、・・・の結合容量である。Ｌ１６、
Ｃ１７、ＲQ１８は検出ペン５の内部回路であり、それ
ぞれコイル６、コンデンサ７、共振回路のＱを決定する
実効抵抗成分である。ＲM及びＣMは疑似リターンＺｐの
抵抗分及び容量分である。Ｃｓ１及びＣｓ２は浮遊容量
の等価容量である。これより解るように、信号周波数を
掃引することにより検出ペン５の共振回路の共振特性そ
のものを電圧駆動部Ｖｓ２に接続された抵抗Ｒｓ３の出
力端からレベル変化として見ることができるが、その特
性は数ピコファラッド以下という小容量結合のため、図
３に示すように検出ペン５の回路のみの共振点の近傍で
ディップ点とピーク点が連続的に現れる。コイルＬｐ１
２、抵抗ＲD１３がない従来のものは図３の下側に示す
レベルカーブであるが、それは浮遊容量による不要な浮
遊負荷インピーダンスによる信号減衰を伴った検出レベ
ルである。掃引周波数帯域において、浮遊容量と緩やか
な共振となるようなコイルＬｐ１２、抵抗Ｒｄ１３を有
する本回路はその共振特性により浮遊負荷インピーダン
スが大きくなり、従って不要な負荷が軽くなり、図３の
上側レベルカーブに示すごとく検出レベルを大きく取り
出すことができる。また共振回路以外の導電性のものが
タブレットに近づいても、このようなディップ点Ａとピ
ーク点Ｂが連続することはないのでそれによる誤動作を
防ぐことができる。
【０００９】アナログスイッチＳＷ４はタブレット電極
線１、１、・・・を順次切り換えて、その都度制御部１
０はディップ点Ａ及びピーク点Ｂを探していくが、ディ
ップ点Ａとピーク点Ｂのレベル差の大きい方から順次３
つの電極線を選択し、その３つの電極線の位置から、制
御部１０は表または計算により線間補間を行い精密な検
出ペン５の位置を決定する。Ｘ軸方向、Ｙ軸方向共、同
様の手段で検出ペン５の座標を求めディジタル値で出力
する
線１、１、・・・を順次切り換えて、その都度制御部１
０はディップ点Ａ及びピーク点Ｂを探していくが、ディ
ップ点Ａとピーク点Ｂのレベル差の大きい方から順次３
つの電極線を選択し、その３つの電極線の位置から、制
御部１０は表または計算により線間補間を行い精密な検
出ペン５の位置を決定する。Ｘ軸方向、Ｙ軸方向共、同
様の手段で検出ペン５の座標を求めディジタル値で出力
する
【００１０】次に実際の動作を説明すると、電圧駆動部
Ｖｓ２から抵抗Ｒｓ３及びアナログスイッチＳＷ４に信
号電圧が印加され、アナログスイッチＳＷ４は抵抗Ｒｓ
３と電極線１とを順次切り換えて電気的に接続する。こ
こで、各電極線１、１、・・・毎にディップ点Ａとピー
ク点Ｂをレベル検出回路９で測定検出し、その結果を制
御部１０へ印加する。レベル検出回路９への信号レベル
について解析すると、従来回路ののようにコイルＬｐ１
２、抵抗ＲＤ１３がない場合は電気回路の等価回路・図
２での浮遊容量Ｃｓ１、Ｃｓ２の浮遊負荷インピーダン
スの影響でその分負荷が重く検出レベルがその分小さい
が、コイルＬｐ１２、抵抗ＲＤ１３を持つ本回路に於い
てはこれが浮遊容量ＣＳ１、ＣＳ２と並列共振特性を示
し、並列共振はその共振時に回路インピーダンスが大き
くなることから、浮遊容量Ｃｓ１、Ｃｓ２までも含めた
不要負荷インピーダンスが大きくなるため（不要負荷が
軽くなるため）信号の不要減衰を減少させ検出レベルを
高める。尚、抵抗ＲＤ１３はダンピング用抵抗でありそ
の共振特性をなだらかにし、掃引周波数の１点のみにピ
ーキングを持たせない効果がある。以上の解析からコイ
ルＬｐ１２は浮遊容量補償コイル、抵抗Ｒｄ１３は浮遊
容量補償抵抗の作用をする。制御部１０は検出した各電
極線１、１、・・・のディップ点Ａとピーク点Ｂとのレ
ベル差を計測し、レベル差の最も大きいものから上位３
本の電極線を抽出し、制御部１０では実測したデータに
基づいた変換テーブルを使用するか、または計算により
線間補間を行い、検出ペン５の先端導体８が当接された
タブレットの精密な位置座標を決定し、出力する。尚、
タブレット電極線はＩＴＯ膜のような抵抗性のものでも
全く同様の結果を得る事は言うまでもない。
Ｖｓ２から抵抗Ｒｓ３及びアナログスイッチＳＷ４に信
号電圧が印加され、アナログスイッチＳＷ４は抵抗Ｒｓ
３と電極線１とを順次切り換えて電気的に接続する。こ
こで、各電極線１、１、・・・毎にディップ点Ａとピー
ク点Ｂをレベル検出回路９で測定検出し、その結果を制
御部１０へ印加する。レベル検出回路９への信号レベル
について解析すると、従来回路ののようにコイルＬｐ１
２、抵抗ＲＤ１３がない場合は電気回路の等価回路・図
２での浮遊容量Ｃｓ１、Ｃｓ２の浮遊負荷インピーダン
スの影響でその分負荷が重く検出レベルがその分小さい
が、コイルＬｐ１２、抵抗ＲＤ１３を持つ本回路に於い
てはこれが浮遊容量ＣＳ１、ＣＳ２と並列共振特性を示
し、並列共振はその共振時に回路インピーダンスが大き
くなることから、浮遊容量Ｃｓ１、Ｃｓ２までも含めた
不要負荷インピーダンスが大きくなるため（不要負荷が
軽くなるため）信号の不要減衰を減少させ検出レベルを
高める。尚、抵抗ＲＤ１３はダンピング用抵抗でありそ
の共振特性をなだらかにし、掃引周波数の１点のみにピ
ーキングを持たせない効果がある。以上の解析からコイ
ルＬｐ１２は浮遊容量補償コイル、抵抗Ｒｄ１３は浮遊
容量補償抵抗の作用をする。制御部１０は検出した各電
極線１、１、・・・のディップ点Ａとピーク点Ｂとのレ
ベル差を計測し、レベル差の最も大きいものから上位３
本の電極線を抽出し、制御部１０では実測したデータに
基づいた変換テーブルを使用するか、または計算により
線間補間を行い、検出ペン５の先端導体８が当接された
タブレットの精密な位置座標を決定し、出力する。尚、
タブレット電極線はＩＴＯ膜のような抵抗性のものでも
全く同様の結果を得る事は言うまでもない。
【００１１】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、ケーブ
ル無し且つ無電池検出ペンによる座標検出が従来よりも
効率よく且つＳ／Ｎ比良くできると共に、共振回路以外
の導電性のものがタブレットに近づいても誤動作しない
信頼度の高い座標検出ができ、検出ペン部がケーブル無
しなため操作者が検出ペンを紛失、破損しても検出ペン
がローコストで購入できるので、操作者への検出ペン買
い替えの経済的負担も軽減できるものである。
ル無し且つ無電池検出ペンによる座標検出が従来よりも
効率よく且つＳ／Ｎ比良くできると共に、共振回路以外
の導電性のものがタブレットに近づいても誤動作しない
信頼度の高い座標検出ができ、検出ペン部がケーブル無
しなため操作者が検出ペンを紛失、破損しても検出ペン
がローコストで購入できるので、操作者への検出ペン買
い替えの経済的負担も軽減できるものである。
【図１】 装置全体構成図
【図２】 電気的等価回路
【図３】 レベル検出特性図
１ 電極線 ２ 周波数掃引電圧源 ３ 抵抗 ４ アナログスイッチ ５ 検出ペン ６ コイル ７ コンデンサ ８ 先端導体 ９ レベル検出回路 １０ 制御部 １１ 浮遊容量 １２ 浮遊容量補償コイル １３ 浮遊容量補償抵抗 １４ 合成抵抗 １５ 結合容量 １６ コイル １７ コンデンサ １８ 実効抵抗
Claims (1)
- 【請求項１】 座標軸に沿って配設された複数の電極線
を有するタブレットと、該タブレットの各電極線を順次
ドライブする周波数掃引電圧駆動部と、前記電極線と静
電容量結合する先端部と一端を接続され、内部の導体と
他端が接続された並列共振回路を内部に配置した検出ペ
ンと、前記電極線へ周波数掃引電圧を印加する信号線に
接続されたレベル検出回路と、該レベル検出回路と並列
接続された抵抗成分を持つコイルとを有することを特徴
とする座標検出装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6112993A JP3072541B2 (ja) | 1993-02-25 | 1993-02-25 | 座標検出装置 |
| DE4402602A DE4402602C2 (de) | 1993-01-29 | 1994-01-28 | Vorrichtung zur Koordinatenbestimmung mit einem kabellosen Stift |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6112993A JP3072541B2 (ja) | 1993-02-25 | 1993-02-25 | 座標検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06250773A JPH06250773A (ja) | 1994-09-09 |
| JP3072541B2 true JP3072541B2 (ja) | 2000-07-31 |
Family
ID=13162167
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6112993A Expired - Lifetime JP3072541B2 (ja) | 1993-01-29 | 1993-02-25 | 座標検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3072541B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB0213237D0 (en) * | 2002-06-07 | 2002-07-17 | Koninkl Philips Electronics Nv | Input system |
| JP5042159B2 (ja) * | 2008-08-01 | 2012-10-03 | 信越ポリマー株式会社 | 静電容量型入力ペン |
-
1993
- 1993-02-25 JP JP6112993A patent/JP3072541B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06250773A (ja) | 1994-09-09 |
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Legal Events
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