JPH0210970B2

JPH0210970B2 -

Info

Publication number: JPH0210970B2
Application number: JP59004479A
Authority: JP
Inventors: Azuma Murakami; Yoshinori Taguchi; Tsugunari Yamanami
Original assignee: Wakomu KK
Current assignee: Wakomu KK
Priority date: 1984-01-13
Filing date: 1984-01-13
Publication date: 1990-03-12
Also published as: EP0152740B1; EP0152740A1; DE3572879D1; US4609776A; JPS60150121A

Description

【発明の詳細な説明】（技術分野）本発明は手書き文字や図形の電話回線等を介し
て伝送し、又伝送された図形を直ちに表示し得る
デイスプレイ付座標入力装置に関するものであ
る。

（従来技術と問題点）従来より電話回線等を利用して図形データを送
る装置としてフアクシミリ装置があるが、この場
合は既に用紙上に書かれた又は印刷された文字や
図形等を送ることができるのみで、手書きの文字
や図形を直接伝送したり、あとから削除や訂正を
行なうことは不可能であり、また伝送に時間を要
し実時間性に乏しい等の欠点があつた。

（発明の目的）本発明は上記従来の欠点を除去するため、座標
入力用のタブレツトと、該タブレツト上に重ね合
わされた平面形のデイスプレイを備え、該タブレ
ツトより入力した図形データをデイスプレイ上に
表示すると共に変復調回路を介して相手方へ送る
ようになしたもので、その目的とするところは手
書き文字や図形を直ちに伝送し、また表示し得る
デイスプレイ付座標入力装置を提供することにあ
る。以下、図面について詳細に説明する。

（実施例）第１図は本発明の一実施例の概要を示す斜視図
である。同図において、１００は座標を入力する
為のタブレツト、２００は座標の指定を行なう位
置指定用磁気発生器（以下、単に磁気ペンと称
す。）、３００はタブレツト１００上に重ね合わさ
れた平面形のデイスプレイ、４００は磁気ペン２
００で指定したタブレツト１００上の座標値を検
出する位置検出回路、５００はデイスプレイ３０
０を駆動する表示制御回路、６００は処理装置、
７００はデータ信号を伝送信号に変換し、又その
逆変換を行なう変復調回路、例えば音響カプラ、
８００は電話器、９００は電話回線である。

第２図はタブレツト１００の構造を示す平面
図、第３図は第２図Ａ−A′線に沿う断面図であ
る。同図において、１０１はＸ方向の磁歪伝達媒
体、１０２はＹ方向の磁歪伝達媒体であり、それ
ぞれ複数本互いにほぼ平行に配置される。磁歪伝
達媒体１０１，１０２は強磁性体であれば使用で
きるが、強い磁歪振動波を発生させる為に磁歪効
果の大きな材料たとえば鉄を多量に含むアモルフ
アス合金が特に望ましい。又、磁石を接近させて
も磁化され難い保持力の小さな材料が好ましい。
アモルフアス合金としては、例えば
Fe₆₇CO₁₈B₁₄Si₁（原子％）、Fe₈₁B_13.5Si_3.5C₂（原子
％）等が使用できる。磁歪伝達媒体１０１，１０
２は細長い形状をしており、その断面は長方形の
薄帯状か円形の線状が望ましく、薄帯状の場合幅
は数mm程度、厚さは数μｍ〜数10μｍ程度が製造
も容易で且つ特性も良好である。アモルフアス合
金は製造上、厚さが20〜30μｍの薄いものが作れ
るので、これを薄板状或は線状に切断すれば良
い。本実施例では、Fe₈₁B_13.5Si_3.5C₂（原子％）か
ら成る幅２mm、厚さ0.02mmの磁歪伝達媒体を使用
している。

１０３，１０４は、合成樹脂等から成る細長円
筒状の補強材で、前記磁歪伝達媒体１０１，１０
２をそれぞれその内部に収容している。

１０５は磁歪伝達媒体１０１の一端の補強材１
０３上に配設されたＸ方向第１電磁変換器、例え
ばＸ方向第１コイルである。このＸ方向第１コイ
ル１０５は隣接する補強材１０３間でひねられ、
隣接する磁歪伝達媒体１０１毎に逆方向に巻回さ
れており、コイル１０５に電流を流した時に各磁
歪伝達媒体１０１に対応した部分より生起される
磁束、又はコイル１０５に一方向の磁束が加わつ
た時に前記各部分に生起する電圧が逆方向となる
如くしてある。このため、コイル１０５にパルス
電流を流した時に発生するパルス雑音や外部から
の誘導がコイル１０５の隣接する各部分の間で互
いに打ち消し合つて弱められる。なお、巻回数は
図示例では１回であるが、２回以上にしても良
い。このＸ方向第１コイル１０５は瞬時的磁場変
動を発生して磁歪伝達媒体１０１の各々の巻回部
位に磁歪振動波を生起させる為のものであり、コ
イル１０５の一端は、後述する位置検出回路４０
０内のパルス電流発生器に接続され、その他端は
接地される。

また、１０６は磁歪伝達媒体１０２の一端の補
強材１０４上に配設されたＹ方向第１電磁変換
器、例えばＹ方向第１コイルであり、隣接する補
強材１０４間でひねられ、隣接する磁歪伝達媒体
１０２毎に逆方向に巻回されている。このＹ方向
第１コイル１０６の一端は、コイル１０５と同様
に、パルス電流発生器に接続され、他端は接地さ
る。なお、作用についてはコイル１０５と同様で
ある。

１０７，１０８は基準位置指定用磁気発生器、
例えば角磁石であり、磁歪伝達媒体１０１のＸ方
向第１コイル１０５の巻回部分、及び磁歪伝達媒
体１０２のＹ方向第１コイル１０６の巻回部分に
長手方向に平行なバイアス磁界をそれぞれ加える
為のものである。このようにバイアス磁界を印加
するのは、少ない電流で大きな磁歪振動波の発生
を可能にすると共に、この磁歪振動波の発生位置
を指定する為である。即ち、磁歪伝達媒体１０
１，１０２の電気機械結合係数（機械的エネルギ
ーから電気的エネルギー、又は電気的エネルギー
から機械的エネルギーへの変換効率を示す係数）
は例えば第４図に示すようにあるバイアス磁界の
磁とき最大となるから、このような磁気バイアス
を、Ｘ方向第１コイル１０５、Ｙ方向第１コイル
１０６の巻回部分に印加しておくことにより効率
良く磁歪振動波を発生することができる。

１０９は磁歪伝達媒体１０１の前記一端を除く
ほぼ全長にわたつて補強材１０３上に配設された
Ｘ方向第２電磁変換器、例えばコイルである。該
コイル１０９は各磁歪伝達媒体１０１上に全て同
一方向（この実施例では左巻き）に巻回され、且
つ隣接するコイル同士で接続の極性が逆になる如
く直列に接続されている。従つて、全てのコイル
１０９に一方向の磁束が加わつた時に各コイル１
０９に生起する電圧、電流の方向、又はコイル１
０９全体に電流を流した時に各コイル１０９に生
起される磁束の方向が隣接するコイル同士で逆方
向となり、外部からの誘導や雑音が隣接するコイ
ル間で互いに打ち消し合つて弱められる。

前記コイル１０９の巻きピツチはＸ方向第１コ
イル１０５に近接している側の一端より反対側の
他端に向つて徐々に密に巻回されており、磁歪振
動波の減衰により誘導電圧が小さくなるのを補な
つている。一般的に誘導起電力を高める為には巻
きピツチは大きい方が好ましい。このＸ方向第２
コイル１０９は磁歪伝達媒体１０１を伝搬すする
磁歪振動波による誘導電圧を検出する為のもので
あり、一端は位置検出回路４００のパルス検出器
に接続され、又他端は接地され、巻回された領域
が位置検出領域となる。

また、１１０は磁歪伝達媒体１０２の前記一端
を除くほぼ全長にわたつて補強材１０４上に配設
されたＹ方向第２電磁変換器、例えばコイルであ
り、該コイル１１０は各磁歪伝達媒体１０２上に
全て同一方向（この実施例では左巻き）に巻回さ
れ、且つ隣接するコイル同士で接続の極性が逆に
なる如く直列に接続されている。また、このコイ
ル１１０の巻きピツチはＹ方向第１コイル１０４
に近接している側の一端より反対側の他端に向つ
て徐々に密に巻回されており、その一端は位置検
出回路４００のパルス検出器に接続され、他端は
接地されている。なお、作用についてはコイル１
０９と同様である。

前述したＸ方向の磁歪伝達媒体１０１と補強材
１０３とＸ方向第１コイル１０５とＸ方向第２コ
イル１０９とから成るＸ方向の位置検出部は、非
磁性の金属ケース１１１の内部底面に設けた窪み
に挿入され、又、磁歪伝達媒体１０２と補強材１
０４とＹ方向第１コイル１０６とＹ方向第２コイ
ル１１０とから成るＹ方向の位置検出部は前記Ｘ
方向の位置検出部の上に直交するよう重ね合わさ
れ、必要に応じて接着剤等で固定される。また、
基準位置指定用角磁石１０５，１０６は磁歪伝達
媒体１０１，１０２の端部に対向するように金属
ケース１１１の内部底面に固定されるが、磁歪伝
達媒体１０１，１０２の上方、下方、側方に並列
に配置しても良い。金属ケース１１１の上部には
非磁性の金属より成る蓋１１２が被せられる。

第５図は磁気ペン２００の構造を示す断面図で
ある。同図において、２０１は円筒形の棒磁石で
あり、ペン状の容器２０２の先端にＮ極を下にし
て取り付けられている。また２０３は測定開始を
示す所定の信号を発生する信号発生器であり、操
作スイツチ２０４をオンすることにより動作し、
前記測定開始を示す信号を超音波の送波器２０５
より後述する位置検出回路４００内の受波器へ超
音波信号に変えて送出する。

デイスプレイ３００としては例えば交差させた
複数の水平電極及び垂直電極間に液晶媒体を介在
した周知のマトリクス型液晶表示パネルが用いら
れる。また、デイスプレイ３００の表示面積はタ
ブレツト１００の入力可能範囲とほぼ等しく、そ
の座標位置がタブレツト１００の座標位置と一致
するよう上下に重ねられている。

第６図は装置全体の構成を示す回路ブロツク図
である。以下、本発明の装置の動作について詳述
する。

今、磁気ペン２００がデイスプレイ３００を介
して、タブレツト１００のＸ方向第１コイル１０
５のコイル面中心からＸ軸方向の距離l₁の磁歪伝
達媒体１０１上、またＹ方向第１コイル１０６の
コイル面中心からＹ軸方向の距離l₂の磁歪伝達媒
体１０２上にあり、電気機械結合係数が大きくな
る程度の磁気を磁歪伝達媒体１０１，１０２に加
えているものとする。

このような状態において、磁気ペン２００の操
作スイツチ２０４をオンすると、送波器２０５よ
り測定開始を示す超音波信号が発信される。該超
音波信号は、受波器４０１で受信され電気信号に
変換され、受信器４０２で増幅、波形整形され
て、入力バツフア４０３に送出される。制御回路
４０４は入力バツフア４０３より前記測定開始信
号を読み取り、測定開始を認識し、出力バツフア
４０５を介してカウンタ４０６をリセツトすると
共にＸ方向用パルス電流発生器４０７を動作させ
る。カウンタ４０６はクロツク発生器４０８のク
ロツクパルス（パルス繰り返し周波数は、例而え
ば100MHz）のカウントを開始する。

Ｘ方向用パルス電流発生器４０７が動作しパル
ス電流がＸ方向第１コイル１０５に印加される
と、Ｘ方向第１コイル１０５で瞬時的磁場変動が
発生し、これが原因で磁歪伝達媒体１０１のＸ方
向第１コイル１０５の巻回部分で磁歪振動波が生
起する。この磁歪振動波は磁歪伝達媒体１０１固
有の伝搬速度（約500ｍ／秒）で磁歪伝達媒体１
０１を長手方向に沿つて伝搬する。そして、この
伝搬中において、磁歪振動波が存在する磁歪伝達
媒体１０１の部位でその部位の電気機械結合係数
の大きさに応じて機械的エネルギーから磁気的エ
ネルギーへの変換が行なわれ、その為Ｘ方向第２
コイル１０９に誘導起電力が発生する。

第７図はＸ方向第２コイル１０９に発生する誘
導起電力の時間的変化の一例をＸ方向第１コイル
１０５にパルス電流を印加した時刻をｔ＝０とし
て図示したものである。同図に示すように、誘導
起電力の振幅は時刻ｔ＝０直後と時刻t₀からt₁〜
t₂秒経過したあたりで大きくなり、他の時刻では
小さくなる。時刻ｔ＝０直後で誘導起電力の振幅
が大きくなるのは、Ｘ方向第１コイル１０５とＸ
方向第２コイル１０９間の電磁誘導作用によるも
のであり、時刻ｔ＝t₁〜t₂において１サイクルの
誘導起電力（磁歪振動波による誘導電圧）の振幅
が大きくなるのは、Ｙ方向第１コイル１０５の巻
回部分で発生した磁歪振動波が、磁歪伝達媒体１
０１を伝搬して磁気ペン２００の直下付近に到達
し、その部分で電気機械結合係数が大きくなつた
為である。磁気ペン２００を磁歪伝達媒体の長手
方向Ｘ方向に沿つて移動させると磁歪振動波によ
る誘導電圧をもそれに応じて時間軸上を移動す
る。従つて、時刻t₀からt₁〜t₂までの時間を測定
することにより磁気ペン２００で指定されたＸ方
向の位置、即ち距離l₁を算出することができる。
位置を算出する為の伝搬時間としては、たとえ
ば、第７図に示すように磁歪振動による誘導電圧
の振幅が閾値−E₁より小さくなつた時点t₃、閾値
E₁より大きくなつた時点t₄を使用しても良く、
又、ゼロクロス点t₅を使用しても良い。

前述したＸ方向第２コイル１０９で発生する誘
導起電力はＸ方向用パルス検出器４０９に入力さ
れる。Ｘ方向用パルス検出器４０９は増幅器、比
較器等からなつており、誘導起電力が例えば前述
した閾値E₁より大きい間、即ち磁歪振動波によ
る誘導電圧の正極性部分を検出したときにその出
力をハイレベルとする。制御回路４０４は入力バ
ツフア４０３を介してこのハイレベルの信号を読
み込むと、出力バツフア４０５を介してカウンタ
４０６にストツプ信号を出力しカウントを停止す
る。この時カウンタ４０６にはＸ方向第１コイル
１０５にパルス電流が加えられた時刻からＸ方向
第２コイル１０９に磁歪振動波による誘導電圧が
現われるまでの時間に相当するデイジタル値が得
られる。また、この値は、磁歪振動波が毎秒約
5000ｍの速さで進むことにより、Ｘ方向第１コイ
ル１０５から磁気ペン２００までのＸ方向の距離
l₁に対応したものとなる。このようにしてデイジ
タル値としてカウンタ４０６に得られたＸ方向位
置データは入力バツフア４０３を介して制御回路
４０４に読み込まれ、更に処理装置６００に送出
され一時記憶される。

ついで制御回路４０４は再度カウンタ４０６を
リセツトしＸ方向用パルス電流発生器４１０を動
作し、Ｘ方向用パルス検出器４１１の出力を監視
し、前記同様にして磁気ペン２００のＸ方向位置
データを得て、これを処理装置６００に送出す
る。以下、これを繰り返し、次々に指示される位
置データを得ることができる。

一方処理装置６００に記憶されたＸ方向データ
及びＹ方向データからなる位置データは、表示制
御回路５００のデイスプレイメモリ５０１に送出
され、一定の順序に従つて並べられて記憶される
と共に、制御回路５０２からのタイミングパルス
により順次読み出されてＸ方向ドライバ５０３、
Ｙ方向ドライバ５０４に出力される。またこれら
のＸ方向ドライバ５０３、Ｙ方向ドライバ５０４
には、制御回路５０２のタイミングパルスに同期
して走査回路５０５が発生するスキヤニングパル
スが入力され、各ドライバ５０３，５０４はデイ
スプレイ３００の前記Ｘ方向及びＹ方向の位置デ
ータに対応する電極を駆動し、タブレツト１００
上に指示した位置をデイスプレイ３００上の同一
位置に表示する。従つてタブレツト１００上に重
ねたデイスプレイ３００の上から磁気ペン２００
で書いた文字や図形の筆跡がデイスプレイ３００
上に光表示によつて、同一筆跡にて表示される。

また一方、前記処理装置６００に記憶された位
置データは音響カプラ７００の変調回路７０１に
送出され音声帯域の信号に変調され、更にスピー
カ７０２で音声信号に変換され、電話機８００、
電話回線９００を介して相手方に送出される。こ
こで相手方がこれまで説明したデイスプレイ付座
標入力装置であればそのデイスプレイに前記同様
の文字や図形を表出させることができる。また、
相手方より送られた位置データは、マイクロホン
７０３、復調回路７０４を介して処理装置６００
に一時記憶され、その後前記同様に表示制御回路
５００を介してデイスプレイ３００に表示させる
ことができる。またこの時、処理装置６００に文
字編集、図形処理機能を付加すれば、タブレツト
１００に入力した文字や図形を修正したり、追
加、削除したものをデイスプレイ３００及び相手
方のデイスプレイに同時に表示することが可能と
なる。

これまで説明した実施例ではＸ方向第１コイル
１０５、Ｙ方向第１コイル１０６を磁歪振動波の
発生用に使用し、Ｘ方向第２コイル１０９、Ｙ方
向第２コイル１１０を磁歪振動波の検知用として
使用したが、逆としても良くその場合には磁気ペ
ン２００直下で磁歪振動波が発生し、第２コイル
１０９，１１０で誘導圧力が発生することにな
る。

なお、本発明では磁場（磁束）変動を電圧、電
流等の変化に変換し、又は電圧、電流等の変化と
磁場変動に変換する素子、装置を、電磁変換器と
呼ぶものとする。実施例では電磁変換器としてコ
イルを用いたが、これに限られることはなく、特
にＸ方向第１コイル、Ｙ方向第１コイルの代りに
磁気ヘツドを用いれば外部に漏れる磁束が極めて
少なくなり、より高精度な座標位置の検出が可能
となる。また、実施例の説明中で第２電磁変換器
は磁歪伝達媒体の第１電磁変換器を配設した一端
を除くほぼ全長にわたつて配設すると述べたが、
これには第１電磁変換器から漏洩する磁束による
電磁誘導を避けるために第１電磁変換器との間に
若干、配設しない部分がある場合等も含まれ、特
許請求の範囲も同様に解釈されなければならな
い。

（発明の効果）以上説明したように本発明によれば、互いにほ
ぼ平行に配列された複数のＸ方向の磁歪伝達媒体
と、互いにほぼ平行に配列された複数のＹ方向の
磁歪伝達媒体とが互いにほぼ垂直に交叉するよう
に重ね合わされた構成を有し、且つ、前記複数の
Ｘ方向の磁歪伝達媒体の一端に配設されたＸ方向
第１電磁変換器と前記複数のＹ方向の磁歪伝達媒
体の一端に配設されたＹ方向第１電磁変換器とか
らなる第１の電磁変換器と、前記複数のＸ方向の
磁歪伝達媒体の前記一端を除くほぼ全長にわたつ
て配設されたＸ方向第２電磁変換器と前記複数の
Ｙ方向の磁歪伝達媒体の前記一端を除くほぼ全長
にわたつて配設されたＹ方向第２電磁変換器とか
らなる第２の電磁変換器とを有するタブレツト
と、前記磁歪伝達媒体の局部的な電気機械結合係
数を大きくする程度の磁気を発生し且つどこにも
接続されない位置指定用磁気発生器と、前記第１
の電磁変換器又は第２の電磁変換器の一方にパル
ス電流を印加して前記各磁歪伝達媒体に磁歪振動
波を生起させ、該磁歪振動波が生起してから前記
第１の電磁変換器又は第２の電磁変換器の他方に
磁歪振動波による誘導電圧が現われるまでの時間
を検知することにより、前記位置指定用磁気発生
器による指定位置のＸ方向及びＹ方向の位置デー
タを求める位置検出回路とを具備してなる座標入
力装置を備えたので、位置指定用磁気発生器は位
置検出のためのタイミング信号等を装置側へ送る
必要がなく、装置との間をコードレスとすること
ができ、コードがその疲労により断線したり、か
らみついたり、じやましたりすることがなく、従
つて、操作性が良く、位置指定用磁気発生器を任
意の位置に容易に移動させることができ、また、
磁歪伝達媒体の電気機械結合数をある部分のみ数
Oe程度変化させることにより位置指定できるの
で、位置指定用磁気発生器をタブレツトに必ずし
も近接させる必要はなく、数cm以上の間隔をあけ
ても良く、また、磁性体以外の物体、ここではデ
イスプレイを介在させても良く、これらの場合で
も高い分解能で位置検出できる。

また、前記タブレツト上にデイスプレイを重ね
合わせるとともに、該デイスプレイを駆動する表
示制御回路と、前記位置データを伝送回線に適応
する信号に変換又は逆変換する変復調回路と、こ
れらを制御する処理装置とを設けたため、従来の
タブレツトとデイスプレイとが別々のものの如く
頭を動かしてこれらを交互に見る必要がなくなる
とともに、位置指定用磁気発生器による指定位置
とデイスプレイの表示位置との視差がほとんどな
く、極めて自然な感覚で入力作業を行なうことが
でき、また、入力した手書き文字や図形を直ちに
電話回線等を介して他の装置へ送出でき、さらに
また、他の装置から送られた手書き文字や図形を
直ちにデイスプレイ上に表示でき、従来のフアク
シミリ装置のように用紙を必要とせず、迅速な位
置データの処理が可能となる等の効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図
はデイスプレイ付座標入力装置の概要を示す斜視
図、第２図はタブレツトの構造を示す平面図、第
３図は第２図Ａ−A′線に沿う断面図、第４図は
磁気バイアス対電気機械結合係数の特性図、第５
図は磁気ペンの構造を示す断面図、第６図は装置
全体の回路ブロツク図、第７図はＸ方向第２コイ
ル１０９に発生する誘導起電力の時間的変化の一
例を示す線図である。１００……タブレツト、２００……磁気ペン、
３００……デイスプレイ、４００……位置検出回
路、５００……表示制御回路、６００……処理装
置、７００……音響カプラ、８００……電話器、
９００……電話回線。

Claims

【特許請求の範囲】１互いにほぼ平行に配列された複数のＸ方向の
磁歪伝達媒体と、互いにほぼ平行に配列された複
数のＹ方向の磁歪伝達媒体とが互いにほぼ垂直に
交叉するように重ね合わされた構成を有し、且
つ、前記複数のＸ方向の磁歪伝達媒体の一端に配
設されたＸ方向第１電磁変換器と前記複数のＹ方
向の磁歪伝達媒体の一端に配設されたＹ方向第１
電磁変換器とからなる第１の電磁変換器と、前記
複数のＸ方向の磁歪伝達媒体の前記一端を除くほ
ぼ全長にわたつて配設されたＸ方向第２電磁変換
器と前記複数のＹ方向の磁歪伝達媒体の前記一端
を除くほぼ全長にわたつて配設されたＹ方向第２
電磁変換器とからなる第２の電磁変換器とを有す
るタブレツトと、前記磁歪伝達媒体の局部的な電気機械結合係数
を大きくする程度の磁気を発生し且つどこにも接
続されない位置指定用磁気発生器と、前記第１の電磁変換器又は第２の電磁変換器の
一方にパルス電流を印加して前記各磁歪伝達媒体
に磁歪振動波を生起させ、該磁歪振動波が生起し
てから前記第１の電磁変換器又は第２の電磁変換
器の他方に磁歪振動波による誘導電圧が現われる
までの時間を検知することにより、前記位置指定
用磁気発生器による指定位置のＸ方向及びＹ方向
の位置データを求める位置検出回路とを具備して
なる座標入力装置を備え、前記タブレツト上にデイスプレイを重ね合わせ
るとともに、該デイスプレイを駆動する表示制御回路と、前記位置データを伝送回線に適応する信号に変
換又は逆変換する変復調回路と、これらを制御する処理装置とを設けたことを特徴とするデイスプレイ付座標入力装置。