JPH0379728B2

JPH0379728B2 -

Info

Publication number: JPH0379728B2
Application number: JP58116488A
Authority: JP
Inventors: Kyomi Abe; Minoru Saito
Original assignee: Pentel Co Ltd
Current assignee: Pentel Co Ltd
Priority date: 1983-06-28
Filing date: 1983-06-28
Publication date: 1991-12-19
Also published as: JPS608926A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の属する分野〕本発明は、ペンタツチ式情報入力装置に係り、
特にタブレツト等への当接の有無を確認するペン
スイツチ内蔵の信号検出ペンを備えたペンタツチ
式情報入力装置に関する。

〔従来技術とその問題点〕

従来より、タブレツト入力装置などには、第１
図に示すように装置本体６０とケーブル６１を介
して接続された信号検出ペン１が装備されてい
る。そして、本体上面に設けられたタブレツト６
２の所望位置に当接して情報を指示すると、該信
号検出ペン１からペンが当接されたことを意味す
るペンスイツチ信号がまず発せられ、これに応動
してタブレツト６２に走査信号が供給される。そ
して、この走査信号が供給されると、信号検出ペ
ン１により当該当接領域の位置座標信号が検出さ
れ、この検出された位置座標信号に基づいて装置
本体側で所定の電気的処理がなされ、文字・図形
等の情報入力或いは座標入力を行なうことが出来
るようになつている。

第２図にタブレツト入力装置に用いられている
従来の信号検出ペンを示す。この図において、信
号検出ペン１は、胴２に口金３及びキヤツプ４が
螺合されたペン状のケーシング５を備えている。
口金３には案内孔６が穿設され、この案内孔６内
に検出棒７が摺動自在に貫挿されるようになつて
いる。

この検出棒７は、導電性部材から成り、タブレ
ツト６２（第１図参照）に当接されると、その走
査用電極線と容量結合して走査信号の検出を行な
う。

この検出された信号は、ケーシング５内に配設
された基板８上の電気回路９によつて増幅等の信
号処理がなされ、キヤツプ４に貫挿されたケーブ
ル６１を介して入力装置本体へ送出されるように
なつている。

このように構成された信号検出ペン１には、更
に、ペンスイツチ機構が設けられている。このペ
ンスイツチ機構は、信号検出ペン１がタブレツト
に当接押下されるとこれを検知してペンタツチ信
号を出力し、ペンタツチがなされたときのみ情報
入力動作を行なわしめるためのものである。

このペンスイツチ機構を説明すると、まず、前
述した如く、摺動自在に形成された検出棒７の後
端と基板８との間に設けたスプリング１３によ
り、該検出棒７が常時前方へ付勢されるようにな
つており、後端に固着したストツパー１４が口金
３の後端面に当接して、抜けの防止が図られてい
る。

このストツパー１４には、作用棒１５が装着さ
れている。この作用棒１５は、基板８に沿つて平
行に後方へ延設されており、その後端がＬ字状に
形成された回動板１６の端部に植設したピン１７
に連結されている。回動板１６は、基板８に植設
したピン１８により回動自在に組込まれている。
この回動板１６は、作用棒１５で押圧され或いは
引張られることによつて、紙面に対し垂直方向に
曲折された遮蔽部１９部分が第２図の上下方向に
移動して基板８に対向装備された発光・受光素子
２０，２１の光路を断続するようになつている。

そして、信号検出ペン１がタブレツトに当接さ
れ押下されると、スプリング１３の弾発力に抗し
て検出棒７がケーシング５内の押し込まれる。こ
の検出棒７のストローク動作で作用棒１５が回動
板１６を押し、それまで発光素子２０からの光を
受光して導通状態にあつた受光素子２１はオフ状
態となる。この受光素子２１の出力変化に基づき
基板８上に搭載されたスイツチング回路（図示せ
ず）がペンタツチ信号をケーブル６１を介して装
置本体に出力するようになつている。

ところで、上記従来の信号検出ペンは、細長い
ケーシング内に、検出信号増幅用のプリアンプ、
ペンスイツチ機構、スイツチング回路等の各種部
品を収納させる為、構造が複雑で組立工数も多く
高価となり、多数の部品を組込むので小型化に限
度があり、通常の筆記具より太くならざるを得な
かつた。又、信号検出ペンと装置本体とを接続す
るケーブルは、検出信号用、ペンスイツチ信号
用、電源用およびアース用というように、少なく
とも４本の導線からなる特殊仕様のものとなり、
このため、高価で、外径が太くそして軽量化が困
難となり、さらには信号検出ペンに手ぶれが生じ
易いなど操作性が悪いという不都合があつた。

〔発明の目的〕

本発明は、かかる従来技術の欠点に鑑みなされ
たものであり、ケーブルのペン側信号線を検出信
号送出線とペンスイツチ回路用配線の両者に兼用
させることにより、構成が簡単でそ操作性の良好
な信号検出ペンを備えたペンタツチ式情報入力装
置を提供することを、その目的とする。

〔発明の要旨〕

本発明では、ケーシングの先端部に当該ケーシ
ングに沿つて摺動自在に組み込まれた信号検出棒
と、この信号検出棒に併設されたペンスイツチと
を備えた信号検出ペンを設け、この信号検出ペン
から出力されるペンタツチ信号をペン側信号線を
介して入力すると共にこれに基づいてタブレツト
用の走査タイミング信号を出力するバイアス電圧
印加手段を備えた装置本体とを有している。そし
て、ペンスイツチを、その一端が接地され他端が
前記信号検出棒に接続されるとともに、該信号検
出棒の押下げ動作により開放動作する常閉スイツ
チとし、信号検出棒を、外部出力ケーブル用のペ
ン側信号線に伸縮自在の配線を介して接続すると
ともに、このペン側信号線上より走査タイミング
信号を他の信号から分離出力するペン信号検出手
段と、信号検出棒に検知され走査タイミング信号
と共にペン側信号線を介して送られてくるタブレ
ツト上の位置座標信号を当該ペン側信号線上の
他の信号から分離し出力する位置情報検出手段と
を装置本体に装備する、という構成を採つてい
る。これによつて前述した目的を達成しようとす
るものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第３図乃至第５図に
基づいて説明する。

この第３図ないし第５図に示す実施例では、ケ
ーシング３６の先端部に当該ケーシング３６に沿
つて摺動自在に組み込まれた信号検出棒３９と、
この信号検出棒３９に併設されたペンスイツチ４
４とを含む信号検出ペン３０を備えている。ま
た、この信号検出ペン３０から出力されるペンタ
ツチ信号をペン側信号線４７を介して入力すると
共にこれに基づいてタブレツト用の走査タイミン
グ信号を出力するバイアス電圧印加手段５０（第
４図参照）を備えた装置本体を有している。

ペンスイツチ４４は、一端が接地され他端が信
号検出棒３９に当接接続されている。そして、こ
のペンスイツチ４４は、信号検出棒３９の押下げ
動作によりその接点が開放する常閉スイツチが使
用されている。

信号検出棒３９は、外部出力ケーブル用の信号
線に伸縮自在の配線４９を介して接続されてい
る。バイアス電圧印加手段５０は、信号検出棒３
９の押下げ動作に連動して作動しその出力の立上
がりを走査指令信号とする走査タイミング信号を
出力する機能を有している。また、信号検出棒３
９に検知されるタブレツト上の位置信号をペン側
信号線を介して入力するとともにこれを当該ペン
側信号線上の他の信号から分離し出力する位置情
報検出手段５３が前述した装置本体に装備されて
いる。

これを更に詳述すると、まず第３図に於て、信
号検出ペン３０は、円筒３１，３２が直結された
胴３３、口金３４およびキヤツプ３５から成る導
電性を有するケーシング３６を備えている。口金
３４の案内孔３７内には絶縁層３８が装着されて
おり、この案内孔３７に導電性部材から成る信号
検出棒３９が摺動自在に貫挿装備されている。案
内孔３７に内側開口部分には導電性を有するスト
ツパー４０が配設されている。このストツパー４
０は、信号検出棒３９のほぼ中央部に固着されて
いる。この信号検出棒３９のケーシング３６内の
端部（第３図における右端部）は、口金３４と円
筒３１の間に嵌合された絶縁性のバネ座４１によ
つて摺動自在に案内されるように成つている。

このバネ座４１と前述したストツパー４０との
間にスプリング４２が配設されており、このスプ
リング４２の伸張力によつて、信号検出棒３９が
常時前方（第３図の左方）に付勢されるように成
つている。

口金３４のケーシング３６内側部分には、スト
ツパー４０に対向して環状の接点４３が装着され
ている。そして、スプリング４２に付勢されてス
トツパー４０が前方へ移動する（元の位置に復帰
する）と、該ストツパー４０と接点４３とが接触
してペンスイツチ４４（第４図参照）が閉じら
れ、同時に信号検出棒３９の抜けが防止されるよ
うに成つている。ここで、接点４３の材料として
は、チヤタリングの少ないカーボン皮膜部材又は
導電性ゴムが使用されている。

ケーシング３６内には、キヤツプ３５から挿入
したケーブル４５が信号検出棒３９の後端近くま
で延設されている。このケーブル４５の前述した
ケーシング３６内の先端部は、円筒３１と３２の
間に嵌合された絶縁性の係止片４６に挟着されて
該ケーシング３６の中心軸上に固定されている。

このケーブル４５は、共通信号線としてのペン
側信号線４７及びアース線４８から成る同軸ケー
ブルであり、ペン側信号線４７が伸縮自在の配線
４９を介して前述した如く信号検出棒３９に接続
されている。一方、アース線４８は、ケーシング
３６と接続されて人体等から受ける雑音の影響を
除去するとともに、接点４３及びストツパ４０を
介して信号検出棒３９に電気的に接続されてい
る。

このように構成された信号検出ペン３０に於
て、この信号検出ペン３０がタブレツト６２（第
１図参照）に当接していない場合には該信号検出
棒３９が前方（第３図左方）に復帰しており、か
かる場合には信号検出ペン３０内の接点４３とス
トツパー４０が接触し、ペンスイツチ４４が閉じ
て信号検出棒３９がアースされた状態となる。こ
のとき、ケーブル４５のペン側信号線４７とアー
ス線４８の間のインピーダンスは零である。

次に、情報入力を行なうため、信号検出ペン３
０をタブレツト６２へ当接すると、信号検出棒３
９が後方（第３図の右方）へ摺動され、接点４３
とストツパー４０が離れてペンスイツチ４４が開
き、信号検出棒３９は電気的に浮いた状態となる
（第４図参照）。このとき、ケーブル４５のペン側
信号線４７とアース線４８間は高インピーダンス
となつて、信号検出棒３９とタブレツト６２の走
査用電極線６３（第４図参照）とが容量結合し、
位置座標信号の検出が可能となる。

ケーブル４５の他端が接続される装置本体に
は、第４図に示すように、まず、ペン側信号線４
７に所定のバイアス電圧V₀を掛けるための抵抗
R₁，R₂及び電源５５から成るバイアス電圧印加
手段５０が設けられている。この場合、本実施例
ではR₁が９〔MΩ〕、R₂が１〔MΩ〕のものが使用
されている。

そして、ペンスイツチ４４が閉じてケーブル４
５のインピーダンスが零になつていると、抵抗
R₂が短絡されるため、アースに対するペン側信
号線４７の電圧ｖは常に零となる。一方、ペンス
イツチ４４が開きインピーダンスが「ハイレベ
ル」となると、抵抗R₁，R₂の分圧比で定まる電
圧V₀がペン側信号線４７に掛かり、ｖ＝V₀とな
る。従つて、ペン側信号線４７の電圧変化から、
ケーブルのインピーダンス変化、即ちペンスイツ
チ４４の開閉を検出することが出来る。また、こ
の状態で信号検出棒３９がタブレツト６２上より
位置座標信号ｅを捨うと、ヘン側信号線４７のバ
イアス電圧V₀に当該位置座標信号ｅが重畳され
ることになる。

バイアス電圧印加手段５０の出力側には、ペン
側信号線４７に接続されたインピーダンス変換回
路５１が設けられており、ペン側信号線４７の電
圧V₀がそのまま低出力インピーダンス状態で出
力されるように成つている。このインピーダンス
変換回路５１の出力側には、更に、ペン信号検出
手段５２と、直流成分カツト用のコンデンサ５３
Ａおよび増幅器５３Ｂからなる位置情報検出手段
５３とが接続されている。

この内、ペン信号検出手段５２は、ペン側信号
線４７の電圧ｖを直流増幅して、ゼロからV₀′ス
テツプ状に変化するペンタツチ信号PSW（走査指
令及び走査タイミングの情報を含んでいる）を出
力する機能を備えた直流増幅器を中心として構成
されている。そして、この場合、直流増幅器はゲ
インが大きく設定されており、これがため微少信
号に対しては直ちに飽和するようになつている。
従つて、位置座標信号ｅが到来しても、その出力
すなわちペンタツチ信号PSWのレベルは殆ど変
化しない。このペンタツチ信号RSWは、装置本
体内のタブレツトコントローラ（図示せず）へ送
られ、該ペンタツチ信号の立上がりから所定の遅
延時間経過後、タブレツト６２の走査が行われ
る。

一方、ペン側信号線４７のバイアス電圧V₀に
乗つた所定レベルの検出信号PSIGは、コンデン
サ５３Ａ及び増幅器５３Ｂとを備えた位置情報検
出手段５３に送り込まれている。そして、コンデ
ンサ５３Ａでその信号部分が検出されて増幅器５
３Ｂへ送られ、ここで所定レベルまで増幅される
ようになつている。この位置情報を含んだ検出信
号PSIGは、装置本体内のタブレツトコントロー
ラに送出される。そして、その検出タイミングか
ら信号検出ペン３０の当接箇所に係る位置座標が
特定されるようになつている。

ここで、上記第４図に示す実施例を更に具体化
した場合の実施例を第６図ないし第９図に基づい
て説明する。

この第６図ないし第９図に示す具体例にあつて
は、バイアス電圧印加手段５０の出力側に設けら
れたインピーダンス変換回路５１はボルテージフ
オロワー５１₁を中心として構成されている。又、
位置情報検出手段５３の増幅器５３Ｂはオペアン
プ５３₁を中心として構成され、更に、ペン信号
検出手段５２はコンパレータ５２₁を中心として
構成されている。

この第６図においては、まずボルテージフオロ
ワー５１₁の正入力端子には、第７図に示すよう
な位置座標信号ｅとペンタツチ信号P_Tが重畳さ
れた信号Ｉが入力される。ここで、実際上の場合
を設定すると、位置座標新信号ｅはペンタツチ信
号P_Tよりその信号エベルが充分小さい。そして、
この第６図の場合、このボルテージフオロワー５
１₁の出力段には、その入力段の波形と同一の波
形が低インピーダンス化されてv₀〔ｖ〕で出力さ
れる。

このボルテージフオロワー５１₁から出力され
た信号は、続いてコンパレータ５２₁の負端子側
に入力される。そして、ここでは、その正端子側
に予め別途入力されている基準電圧v₁と比較され
る。そして、v₀＞v₁となると、第８図に示すよう
にコンパレータ５２₁の出力は０〔ｖ〕となる（こ
の信号がPWSとなる）。一方、このコンパレータ
５２₁は、その正端子入力側に接続された抵抗
Ra，Rbでヒステリシスを持たしてある。このた
め、入力電圧がv₁′に下降して初めてその出力は
v₂に戻るようになつている。この場合、位置座標
信号ｅは、ペンタツチ信号P_Tに比較して充分に
小さいため、コンパレータ５２₁のヒステリシス
内に入つてしまう。このため、この位置座標信号
ｅはコンパレータ５２₁では応答しないように、
そのヒステリシスの範囲が決められている。

また、前述したボルテージフオロワー５１₁の
出力は、コンパレータ５２₁に送り込まれるのと
同時に位置情報検出手段５３へも送り込まれる。
そして、この位置情報検出手段５３にあつては、
そのオペアンプ５３₁への入力信号は、まずコン
デンサ５３Ａでその直流成分が切り離される。こ
のため、出力には、直流レベルの立上り、立下り
の微分波形が現れるが、立上りは逆方向波形であ
りダイオードD₁でカツトされる。又立下りは座
標位置信号が決定された後なので関係が無くな
る。これにより、第９図に示すPSIG信号が出力
され、前述した如くタブレツトコントローラに送
出される。

このように本実施例においては、スイツチ信号
とタブレツト面の位置情報検出信号とを同一の共
通信号線で信号検出ペン３０から本体へ送る構成
としたので、信号線の本数を例えば従来の４本使
用にあつてはこれを２本に削減することができ、
従つて、当該ペンの軽量化、小型化を図ることが
でき、信号検出ペン３０内部のペンスイツチ４４
の接点材料をカーボン等にて形成したので、接点
の長寿化、チヤタリングの軽減およびスイツチ機
構の簡易化をなし得る。

ここで、ペンタツチ信号PSWが立上がる際に
第５図の点線Ａに示す如きパルスＡが増幅器５３
Ｂから出力されるが、前述のようにタブレツトの
走査が所定時間遅延して行われるので、このパル
スＡによつて当該箇所が特定されるということは
ない。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明によると、スイツチ信号
とタブレツト面の位置情報検出信号とを同一の共
通信号線を用いて信号検出ペンから装置本体へ送
る構成としたので、ペン側信号線の本数を例えば
従来の４本使用にあつてはこれを２本に削減する
ことができ、信号検出棒と外部出力用ケーブルと
を常時連結する構造としたので、検知された位置
情報を高感度で装置本体へ送り込むことが可能と
なり、信号検出棒の押し下げ動作中のみタブレツ
ト用走査信号が出力されるので、装置全体の誤動
作を有効に排除することが可能となり、以上のよ
うに構成され機能するので、信号検出ペンの構造
が単純化され且つ小型化され同時にケーブルも軽
量化され、これがため操作性及び生産性が著しく
改善されるという従来にない優れたペンタツチ式
情報入力装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は信号検出ペンを備えたタブレツト入力
装置の使用状況を示す外観斜視図、第２図は従来
の信号検出ペンの一例を示す断面図、第３図は本
発明の一実施例の要部をなす信号検出ペンを示す
一部省略した断面図、第４図は信号検出ペンと接
続された装置本体側の回路例を示すブロツク図、
第５図は第４図の動作説明図、第６図は第４図の
一具体例を示す回路図、第７図ないし第９図は
各々第６図の各部の動作を示す説明図である。３０……信号検出ペン、３６……ケーシング、
３９……信号検出棒、４０……ストツパー、４３
……接点、４４……ペン押下げ確認スイツチ、４
５……ケーブル、４７……ペン側信号線、４８…
…アース線、４９……伸縮自在の配線、５０……
バイアス電圧印加手段、５２……ペン信号検出手
段、５３……位置情報検出手段。

Claims

【特許請求の範囲】１ケーシングの先端部に当該ケーシングに沿つ
て摺動自在に組み込まれた信号検出棒と、この信
号検出棒に併設されたペンスイツチとを備えた信
号検出ペンを設け、この信号検出ペンから出力さ
れるペンタツチ信号をペン側信号線を介して入力
すると共にこれに基づいてタブレツト用の走査タ
イミング信号を出力するバイアス電圧印加手段を
備えた装置本体とを有し、前記ペンスイツチを、その一端が接地され他端
が前記信号検出棒に接続されるとともに、該信号
検出棒の押下げ動作により開放動作する常閉スイ
ツチとし、前記信号検出棒を、外部出力ケーブル用のペン
側信号線に伸縮自在の配線を介して接続するとと
もに、このペン側信号線上より前記走査タイミング信
号を他の信号から分離出力するペン信号検出手段
と、前記信号検出棒に検知され前記走査タイミン
グ信号と共にペン側信号線を介して送られてくる
タブレツト上の位置座標信号を当該ペン側信号線
上の他の信号から分離し出力する位置情報検出手
段とを前記装置本体に装備したことを特徴とする
ペンタツチ式情報入力装置。２前記信号検出ペンが装備しているペンスイツ
チの接点部材を環状のカーボン皮膜部材により形
成したことを特徴とした特許請求の範囲第１項記
載のペンタツチ式情報入力装置。３前記信号検出ペンが装備しているペンスイツ
チの接点部材を導電性ゴムにより形成したことを
特徴とした特許請求の範囲第１項記載のペンタツ
チ式情報入力装置。