JPH02213921A - 座標入力装置及び方法 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は座標入力装置、詳しくは座標入力板上の所望の
位置に押圧された座標入力ペンの位置を検出し、対象機
器に出力する座標入力装置に間すものである。

［従来の技術］ 近年、オンラインで手書きの文字・図形の認識を行うシ
ステムが次世代のマン・マシンインタフェースを担うも
のとして注目されている。この手書き認識システムにお
いては、座標入力装置と表示装置を重ねて配置し、ペン
状の指示器で手書きされた文字や図形の軌跡をそのまま
表示装置に表示するという構成がとられている。すなわ
ち、あたかも紙面上に手書きする感覚で文字・図形等を
入力することができる。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、この様なシステムにおける座標入力装置の制
御は必要とされる分解能で量子化した座標値データを一
定時間毎にサンプリングし、その都度、その座標値デー
タを記憶装置上の定められたエリアに格納する、もしく
は通信手段を介して主たる情報記憶処理装置に伝送する
。尚、以下では座標値データの群を点列データという。

さて、文字認識等を行う主たる情報処理装置が上記格納
酸いは伝送された点列データをそのままの形で利用する
ことはあまり適切ではない、タブレット面を透明部材に
することが容易な抵抗膜方式、超音波振動方式等の座標
入力装置では、ペンアップ直後及びペンダウン直前等の
筆圧の過渡状態にある時の検出座標はゆらぎが大きいの
であるが、上記点列データにはこの筆圧が過渡期のデー
タも含んでいる。

以上の如き座標値のゆらぎは文字や図形の認識に甚だ不
都合であるから、１文字あるいは一図形の入力が完了し
た後、該文字・図形の入力によって得られた点列データ
からこのようなゆらぎの要素を削除した点列データを改
めて構築しなおし、再構築した点列データを基に文字・
図形等の認識の処理を行なわねばならない。

しかしながらこれには、次のような欠点がある。

１）点列データを記憶しておくエリアの他に、ゆらぎの
要素を削除して再構築した点列データを記憶しておくエ
リアを別に必要とする。

２）漢字などのようにストローク数が多く複雑な構成要
素を持つ文字・図形の場合ゆらぎの要素を削除する処理
に相当の時間を要する。

以上の欠点は結果として例えば文字・図形等の認識率そ
してその速度をも低下させるものである。

本発明はかかる課題に鑑みなされたものであり、常に安
定した座標データを出力することで座標データを受ける
対象機器の負担を軽減させることにある。

［課題を解決するための手段］ この課題を解決する本発明の座標入力装置は以下に示す
構成を備える。すなわち、 座標入力板上の所望の位置に押圧された座標入力ペンの
位置を検出し、対象機器に出力する座標入力装置におい
て、前記座標入力ペンのアップ／ダウン状態を判別する
判別手段と、該検出手段でペンダウンになったことを判
別してから所定時間経過後に検出された座標データを順
次記憶する記憶手段と、該記憶手段に記憶された座標デ
ータ群中の少なくとも最新のデータ以前のデータを出力
対象機器に出力する出力手段を備える。

［作用］ かかる本発明の構成において、判別手段でペンダウン状
態になったと判別したときには、記憶手段によってペン
ダウンになってから所定時間経過後に検出された座標デ
ータを順次記憶する。そして、出力手段によって最新の
座標データ以前のデータを出力対象機器に出力するもの
である。

［実施例］ 以下、添付図面に従って本発明に係る実施例を詳細に説
明する。

第１図は表示装置と座標入力装置とを重ね合わせた一体
型の入力装置を具備する電子機器の構成図である。

図中、１０は装置全体の制御を司るＣＰＵである。１１
は抵抗膜を用いた透明な入力タブレットであって、指示
ペン１３によってタブレット面を押圧指示することで座
標入力を行うものである。

この入力タブレット１１は表面にＩＴＯ等の材料を蒸着
、或いは印刷するなどして抵抗膜を形成したガラス板１
１ａ（下Ｍ）とＰＥＴフィルム１１ｂ（上層）で構成さ
れており、ガラス板１１ａとフィルムｌｌｂ夫々の抵抗
膜面が向き合うように重ねて配置しである。そして、こ
れら両者の間には微少なシリコンゴムなどのスペーサ（
図示せず）が配置されていて、フィルムの表面を押圧し
たときだけ押圧点において両者の抵抗膜が接触するよう
になっている。また、ガラス板、フィルムとも抵抗膜の
両端部には該抵抗膜への電圧の印加ないしは電位の計測
の為の端子として導体パターンが形成されている。

１２は抵抗膜の両端へａの一定電圧の印加および電位の
計測を行う押圧点検出回路で、計測された電位の大きさ
により抑圧点位置を検知する。

１３はＣＰＵ　１０の制御処理手順等を格納しているＲ
ＯＭ、１４はＣＰＵ　１０のワークエリア及び各種デー
タを格納するＲＡＭである。１５は所定周期毎、例えば
１０ｍ５ｅｃ毎にＣＰＵｌ０に対して割り込みパルス信
号を出力するＩＮＴ信号発生回路である。１７は液晶駆
動回路１６により駆動される液晶表示板であり、先のタ
ブレット１１の下側に位置させている。

尚、ＣＰＵ　１０は通常時は文字・図形等の認識や文書
処理等の情報処理を行っているのであるが、上記割り込
み処理毎に押圧点検出回路１２の制御を行い、指示点座
標値のサンプリングを行うようになっている。また、Ｒ
ＯＭ１３には上述した文字・図形等の認識処理に係るプ
ログラムをはじめ、後述する第４図のフローチャートに
係るプログラムも格納されている。

く座標検出の原理の説明（第２図）〉 第２図は実施例におけるタブレット１１とｃＰＵＩＯそ
して押圧点検出回路１２の具体的な回路関係を示してい
る６抑圧点検出回路１２は図示のトランジスタＴｒ、〜
Ｔｒａと抵抗から構成から構成されている。

以下、第２図を参照しながら指示ベン１３のアップ／ダ
ウンの検出原理と座標検出の原理を説明する。

先ず、ｃｐｕｔｏよりトランジスタＴｒ＋に対してＯＮ
、　トランジスタＴｒ、〜Ｔｒ４に対してＯＦＦの信号
を出力する。この時タブレットが完全に押圧されていれ
ば、タブレット１１の２枚の抵抗膜が接触することによ
り、ある閾値ｖｔｈ以上の電位がＸ出力に得られる。ま
た、タブレットに押圧がないか不完全であった場合には
ｖｔｈ未滴の電位しかＸ出力に表われない。従って、こ
のＸ出力電位をＡ／Ｄコンバータ２１を介してＣＰＵ　
１０で計測することでペンのアップ／ダウンを判定する
ことができる。

次に座標検出を行う場合の制御について述べる。まずＸ
軸の座標を検出するにはトランジスタＴｒ、、　Ｔｒ、
に対してＯＮ、　　トランジスタＴ　ｒ　ｓ　＊Ｔｒｎ
に対してＯＦＦの信号を送る。この状態でＸ入力の電位
はタブレット押圧点のＸ座標に依存しており、この電位
をＡ／Ｄ変換し取り込むことでＸ座標値のデータを得る
。すなわち、この変換されたデータでもって指示ペン１
３のガラス板上の位置（Ｘ軸）が検出できることになる
。同様に、Ｙ軸の座標を検出するにはトランジスタＴｒ
、。

Ｔｒｉに対してＯＦＦ、トランジスタＴ　ｒ３＋　Ｔ　
ｒ４に対してＯＮの信号を送り、Ｙ出力の電位データを
取り込む。

く処理概要の説明（第３図）〉 さて、前述のｖｔｈを高めに設定すれば、筆圧が不十分
な時の座標検出をしないようにすることが可能にはなる
。しかしながら、ペンのアップ／ダウンを判定すること
のできるこのｖｔｈの大きさはタブレットの抑圧位置に
よって異なる、個々のセット毎に異なる、経年変化によ
り下方へ推移する等という特性があるので、あまり高め
に設定すると通常の筆圧時にもペンアップと誤判定して
いしまうおそれがある。従って、マージンも考慮すると
、若干低めに設定せざるをえない。このことが、従来技
術の欠点の一因になっているわけである。すなわち、筆
圧の過渡期など筆圧の不十分な時でもペンダウンと判定
され、抵抗膜どうしの接触が不十分のまま座標検出を行
ってしまうわけである。

そこで、本実施例では次のような制御方式を採用するこ
とにした。第３図（ａ）に示すようにＲＡＭ１４中にカ
ウンタ（１バイト）とｎ個分の座標値データを記憶する
エリアを設定する。座標値データをＸ、Ｙ夫々１６ビツ
トで表わしたとすると１点の情報を表わすためには４バ
イト必要となるから、上記カウンタおよび座標値データ
記憶エリアのアドレスは図に示すようにβ、β＋１〜β
＋４．２＋５〜β＋８．・・・、ｎ＋４ｎ−３〜β＋４
ｎとなる。カウンタは前述割り込み処理の時にペンアッ
プの場合はゼロクリアし、ペンダウンの場合は１インク
リメントし、割り込み処理を終了する。しかし、ペンダ
ウンの場合でもカウンタの内容がある値（以下、”Ｋ”
とする）に達するまでは座標検出を行わずに、そのまま
割り込み処理を終了する。何回かの割り込み処理を繰り
返した後、上記カウンタの内容がＫ”に達したら座標検
出を行いサンプリングした座標値データをアドレスβ＋
１からはじまる記憶エリアに記憶する。

ペンダウン直後の筆圧過渡的な状態の継続時間は、タブ
レットの保持状態、ペンの材質、ユーザの筆記動作によ
って異なるが、概ね数１０ｍ５ｅｃから１００　ｍ５ｅ
ｃ程度である。実施例では割り込み処理を１０ｍ５ｅｃ
毎に行うものであるから、“Ｋ”の値を５〜１０程度に
することで、ペンダウン直後の不確実な座標値データを
除去することができる。

以後、サンプリングのたびごとに座標値データを記憶エ
リア＃１に記憶するのであるが、これに先立ち第３図（
ｂ）に示すように記憶エリア＃ｎ−１内のデータを記憶
エリア＃ｎへ、記憶エリア＃２内のデータを記憶エリア
＃３へ、そして記憶エリア＃１の内容（直前に入力され
た座標データ）を記憶エリア＃２へというように記憶エ
リアをひとつづつ移動させる。そして上述した移動処理
の前の記憶エリア＃ｎに記憶しておいた座標値データを
検出座標としてＲＡＭ１４上に別に定められた点列デー
タ記憶エリアに出力し、メイン処理へと渡していく、勿
論、サンプリングがｎ回以下のときには出力すべき座標
値データはまだ存在しないから出力は行わない。サンプ
リングがｎ回を越えたのを知るには前述カウンタの内容
が“Ｋ＋ｎ−１“に達したか否かで認知できる。そして
”Ｋ＋ｎ−１”に達したら、それ以上のインクリメント
は行わない。以上述べた処理でもって、メイン処理に渡
す検出座標の出力は常にｎ回前のサンプリングデータに
なるわけである。

さて１ストロークの入力が終ってペンアップが検知され
た場合は、カウンタをゼロクリアして割り込み処理を終
了する。このとき記憶エリア＃１〜＃ｎに記憶しておい
た座標値データは出力せずに捨て去る。ペンアップ直前
の筆圧が過渡状態にある継続時間は、概ね数１０ｍ５ｅ
ｃ程度であるから、前述のようにサンプリング周期を１
０ｍ５ｅｃとした場合、ｎを３〜７程度にすることでペ
ンアップ直前の不確実な座標値データを出力データから
除去することができる。

ところで、検出座標の出力は常にｎ回前のサンプリング
座標値となるから入力から出力までの間にｎ×サンプリ
ング周期だけ遅れが生じることになる。しかし１００　
ｍ５ｅｃ程度までの遅れであればユーザが遅れを感じる
ことはほとんどない。従って上記のようにサンプリング
周期を１０ｍ５ｅｃ、　ｎを３〜７とした場合には実用
上全く問題がない。

〈処理手順の説明（第４図）〉 以上の処理を第４図のフローチャートにまとめる。尚、
このフローチャートは先にも説明したように、ＩＮＴ信
号発生回路１５よりの信号の受信により実行される割り
込み処理を示している。

先ず、ステップ５ｌｏｔにおいてペンアップであるかペ
ンダウンであるかを判別する。ペンアップであった時は
ステップ５１０２においてカウンタをゼロクリアし、メ
インルーチンに復帰する。

また、ペンダウンであった時は、ステップ８１０３に進
み、カウンタの値と“Ｋ＋ｎ−１”とを比較する。この
結果、カウンタの値が”Ｋ＋ｎ−１“未満であればまだ
座標値データを出力する段階になっていないことを示し
ているからステップ５１０４以降の処理を行う。

ステップ５１０４ではまず、カウンタを１インクリメン
トする。そして、次のステップ５１０５においてカウン
タの内容かに未満であるか否かを調べる。Ｋ未満のとき
は、まだペンダウン直後の筆圧過渡期であるからそれ以
上の処理は行わず、メインルーチンに復帰する。一方、
“Ｋ＃以上であるときは筆圧安定期であるからステップ
５ＩＯ６，１０７に進む。ステップ５１０６においては
、各記憶エリア内のデータを次に記憶エリアへ移動させ
る。然る後、ステップ５１０７において座標値の検出を
行い、この検出座標値データを記憶エリア＃１内に記憶
させ、メインルーチンに戻る。

一方、ステップ５１０３で、カウンタの値が“Ｋ＋ｎ−
１“に達したことが判明したときには、処理はステップ
５ｉｏｓに進んで、記憶エリアエリア＃ｎに記憶されて
いた座標データを検出データとして出力し、上述した処
理を行う。

く他の実施例の説明（第５図、第６図）〉上述した実施
例では、ペンダウンの直後およびペンアップの直前での
座標データを出力しない場合であったが、ペンダウンし
ているときにも、座標値にゆらぎが発生することがわか
った。

例えば第５図に示すように点線の毎き筆跡に対しＰｌ、
Ｐｌ、Ｐｌという検出座標値が得られたとする。Ｐｌに
はノイズ・量子化誤差・−時的な筆圧不足等々の原因に
よりゆらぎが生じている。

このゆらぎの量をみかけ上減少させるには図からも明ら
かなようにＰｌのデータそのものよりも、その点の前後
する点との平均値、すなわち、を出力すれば良い。

従って前述実施例のように単純に記憶エリア＃ｎの座標
値データを出力データとするのではなく、第６図に示す
ように記憶エリア＃　ｎ　、　＃　ｎ−１、＃ｎ−２の
平均値を出力するようにすれば、ノイズ等の原因によっ
て生じるゆらぎを減少させることができる。

勿論、平均の対称は３者に限定されるわけではなく、ｎ
個の記憶データのうちの任意のｍ個でよい。

また、平均（補正）の仕方も相加平均だけでなく、例λ
ば、 のように重みを付けたり、相乗平均であっても構わない
。

このようにｎ個中のｍ個の平均値を出力データとする場
合、ペンアップ時に捨て去られるのは＃１からｎ−ｍ個
のデータである。従ってｎ−ｍを３乃至７程度にすれば
前述実施例の場合と同様、ペンアップ直前の不確実な座
標値データを出力データから除外できる。

以上説明した様に本実施例によれば、ペンアップ／ダウ
ン時の不安定な検出座標データを除去して出力するので
、安定した座標データを出力することが可能となる。従
って、結果的に認識効率を上げることが可能となる。

また、座標データを出力するとき、そのデータの前後す
るデータ群から当該データを補正することにより、ペン
ダウン中の筆圧変化等の影響を少なくした座標データを
出力することが可能となる。

尚、実施例で検出データの出力対象を装置自身（メイン
ルーチン）としたが、これに限定されるものではなく、
外部のホストコンピュータ等であっても良いことは勿論
である。この場合、本装置は座標検出だけの装置となる
ので、メインルーチンでもって座標検出を行えば良い（
ＩＮＴ信号発生回路１５等は不要になる）。

また、前述実施例では座標入力装置として抵抗膜方式の
ものを例に説明を行ったが、本発明はこれに限定される
わけではなく、筆圧が不完全だと検出座標値にゆらぎを
生ずる他の方式（例えば超音波振動方式）の座標入力装
置に広く応用できることは言うまでもない。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、出力対象に負担を
かけず、安定した座標データを出力することが可能とな
る。

また、座標データを出力するとき、その座標データに対
して時間的に前後する座標データ群で補正することによ
り、更に安定した座標データを出力することが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例における電子機器のブロック構成図、 第２図は押圧点検出と座標検出の原理を説明するための
図、 第３図（ａ）、（ｂ）はＲＡＭ中のカウンタと座標デー
タを説明する図、 第４図は本実施例における割り込み処理の内容を説明す
るためのフローチャート、 第５図は座標データの補正の概要を説明するための図、 第６図は補正処理する場合のデータの格納状態を示す図
である。 図中、１０・・・ＣＰＵ、１１・・・タブレット、１２
・・・押圧点検出回路、１３・・・ＲＯＭ、１４・・・
ＲＡＭ、１５・・・ＩＮＴ信号発生回路、１６・・・液
晶表示板、１７・・・液晶駆動回路である。 了ドレス アドレス 第３図 （ｂ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）座標入力板上の所望の位置に押圧された座標入力
   ペンの位置を検出し、対象機器に出力する座標入力装置
   において、 前記座標入力ペンのアップ／ダウン状態を判別する判別
   手段と、 該検出手段でペンダウンになつたことを判別してから所
   定時間経過後に検出された座標データを順次記憶する記
   憶手段と、 該記憶手段に記憶された座標データ群中の少なくとも最
   新のデータ以前のデータを出力対象機器に出力する出力
   手段を備えることを特徴とする座標入力装置。
2. （２）出力手段で出力される座標データは、当該座標座
   標データに対し、時間的に前後する座標データ群でもつ
   て補正されることを特徴とする請求項第１項に記載の座
   標入力装置。