JPH0441374B2

JPH0441374B2 -

Info

Publication number: JPH0441374B2
Application number: JP59026865A
Authority: JP
Inventors: Wataru Yamatani
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1984-02-15
Filing date: 1984-02-15
Publication date: 1992-07-08
Also published as: JPS60170717A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野この発明は、例えばペンによつて文字や図形を
描いたとき、そのペンの移動軌跡の時々刻々の直
交座標点の情報を電流値又は電圧値として得るよ
うにする描画タブレツト装置に関する。

背景技術とその問題点手書きの文字や図形等の線画をリアルタイムで
コンピユータに入力したり、相手方端末に伝送し
たりする際に用いる線画入力装置として描画タブ
レツト装置が知られている。これはタブレツト板
にペン等によつて文字や図形を手書きするとき、
その文字や図形のデータをペンのタブレツト板上
の入力点位置のＸ，Ｙ直交座標として得るもの
で、Ｘ，Ｙ座標としては電流値又は電圧値として
得るようになつている。

第１図はこの種のタブレツト装置の一例で、こ
れは構造が簡単で、入力ペンが通常のボールペン
等で良いため使いやすく安価であるという特徴を
有する感圧形描画タブレツト装置の一例である。

同図において、１は入力シート、２は感圧ゴム
導電シート、３は基板で、これらシート１，２及
び基板３は図では説明のため間隔を開けて積層さ
れているが、実際的には密着される。そして、こ
の場合に、感圧ゴムシート２をはさむように、そ
の表面側と裏面側とに、直交Ｘ，Ｙ座標を構成す
るための複数の電極線が設けられる。すなわち、
入力シート１と感圧ゴムシート２との間には入力
シート１の入力面１ａの横方向Ｘに沿つて置かれ
た複数の電極線Y₀，Y₁…Y_oが等間隔で縦方向Ｙ
に配列されて、Ｙ座標が構成される。一方、感圧
ゴムシート２と基板３との間には入力面１ａの縦
方向Ｙに沿つて置かれた複数の電極線X₀，X₁…
X_nが等間隔で横方向Ｘに沿つて配列されて、Ｘ
座標が構成される。

入力シート１は、弾性を有し、このシート１の
入力面１ａ上に薄紙を載置し、それにボールペン
で線図を描いたとき、ペン先に加わる圧力がこの
シート１を介して感圧ゴムシート２に与えられる
ようなものである。

感圧導電ゴムシート２は、第２図の特性に示す
ようにこれに圧力が全く加わらないときは無限大
の抵抗を有し、これに厚み方向にある値以上の圧
力が加わると、その圧力の加わつた部分の厚み方
向の抵抗が急激に低下するような圧力−抵抗特性
を有する。したがつて、線画が描かれないとき
は、電極X₀〜X_nとY₀〜Y_oとの間は絶縁されてい
るが、線画が描かれるとペンが触わつているシー
ト２部分の抵抗が筆圧により低抵抗となつて、電
極線X₀〜X_nと電極線Y₀〜Y_oのうちその部分の電
極線間が抵抵抗を介して電気的に接続されること
になるものである。

この例ではペン圧が加わつている座標位置はそ
の位置に応じた値の電圧として取り出すようにす
る。すなわち、抵抗値が長さに正確に正比例する
関係の抵抗体４及び５が設けられる。そして、抵
抗体４の長さ方向の一端側が電極線X₀に接続さ
れ、他端側が電極線X_nに接続されるとともに、
この一端、他端間がｍ等分に分割されてそれぞれ
その等分割点に電極線X₁〜X_n-1が順次接続され
る。同様に抵抗体５には電極線Y₀〜Y_oが等距離
間隔をもつて順次接続される。

そして、抵抗体４及び５の一端及び他端が、そ
れぞれオペアンプ６及び７の反転及び非反転入力
端子に接続されるとともに、抵抗体４の一端側に
は、電流源８からの一定電流I₀が供給され、ま
た、抵抗体５の一端側は接地される。そして、ア
ンプ６からＸ座標出力SXが得られ、これが出力
端子１１に導出され、また、アンプ７からＹ座標
出力SYが得られ、これが出力端子１２に導出さ
れる。

また、誤入力を避けるため、感圧ゴムシート２
に一定値以上の圧力が加わつたかどうか検出し
て、ペンタツチを検出するようにする。オペアン
プからなる比較回路９はそのためのもので、その
比較出力として、検出出力DPが端子１３に導出
される。この比較回路９の一方の入力端には電流
源８と抵抗体４の一端との接続点Ｐに得られる電
圧が供給され、他方の入力端には検出用の基準電
圧ERが電圧源１０より供給される。

この第１図に示す装置の等価回路を第３図に示
し、これを参照しながらペン入力を座標位置の情
報（電圧）として得る動作について説明する。

先ず、ペン入力がないときには、感圧ゴムシー
ト２の抵抗RPは無限大であるため、抵抗体４及
び５には電流は流れず、このため座標出力は得ら
れない。このとき、点Ｐの電位は電源電圧になつ
ており、基準電圧ERより大きいので、端子１３
に得られる信号は例えばローレベルとされ、これ
により座標出力SX及びSYが例えばコンピユータ
に供給されるのが阻止される。

次に、今、例えば第１図で○印で示す位置にペ
ンによつて圧力が加えられていたとする。この圧
力が200ｇ以上であるとすると、感圧ゴムシート
２のこの点の抵抗値RPは急激に低下する。する
と、電流源８からの電流I₀が第１図中破線で示す
ように、抵抗体４の一端から電極線X₂との交点
位置までの流さ分→電極線X₂→電極線Y₂→抵抗
体５の電極線Y₂との交点位置から一端までの長
さ分→接地と流れる。そして、アンプ６及び７の
入力インピーダンスは高いから、抵抗体４及び５
のそれぞれ電極線X₂及びY₂との交点位置からそ
れぞれの他端側には電流は殆んど流れない。よつ
て、第３図の等価回路における抵抗値RXは抵抗
体４の一端から電極線X₂との交点位置までの長
さに応じた値RX₂となり、出力端子１１にはＸ座
標出力SXとしてRX₂・I₀なる電圧が得られる。
同様に抵抗値RYは抵抗体５の電極線Y₂との交点
位置から一端側までの長さに応じた値RY₂とな
り、出力端子１２にはＹ座標出力SYとして
RY₂・I₀なる電圧が得られる。

また、このとき接続点Ｐには I₀（RX₂＋RP＋RY₂） ……(1) なる電圧が得られ、これが抵抗値RPが低下する
ことによつて、基準電圧ERより低くなるので、
出力端子１３には検出出力DPとしてハイレベル
の信号が得られ、ペンタツチありと検出される。
そして、これによりＸ，Ｙ座標出力SX及びSYの
例えばコンピユータへの入力がなされる。

この感圧形描画タブレツト装置は、入力ペンと
して通常のボールペン等でよいので使いやすいと
いう利点があるが、ペン以外の何ものでも一定値
以上の圧力が入力面上の一点に加わるとその点の
座標値の出力が発生するため、複数の座標点に同
時に一定値以上の圧力が加わつた場合、本来の入
力ペンの描画座標出力に誤りを生ずることにな
る。例えば、Ｘ方向の２点、例えば電極線Y₁と
電極線X₁とX₄との２つの交点に同時に加圧され
た場合、電流I₀は常に、抵抗体４の電流I₀の入力
端側に近い点すなわち電極線X₁とY₁との交点位
置を通じて流れてしまい、正しい入力位置が電極
線X₄とY₁との交点であつた場合に誤つた座標出
力となつてしまう。Ｙ方向の２点で同時加圧入力
があつた場合も同様になる。

このように、複数の座標点に同時に加圧される
というような事態は、故意に行われる場合に限ら
ず、描画力者の癖、例えば爪を立てながら書く癖
によつて多々起こる。

発明の目的この発明は、上記の点にかんがみ、誤つた座標
出力を得るのを防ぐため、入力面に対して加圧点
が２点以上あつた場合、これを検出することがで
きるようにしたものを提供しようとするものであ
る。

発明の概要この発明は、本来のＸ，Ｙ座標出力SX，SYを
得るとともに、Ｘ，Ｙ座標の起点を反転した状態
でその入力点のＸ，Ｙ座標出力SX′，SY′を得、
出力SX，SYと出力SX′，SY′とを比較して、出
力SX′＝及び出力SY′＝であるかどうかを
検出し、その検出出力により入力点が２点以上で
あることを検出するようにしたものである。

実施例第４図はこの発明装置の一実施例で、これは第
１図例と同一の感圧形タブレツトを用いた例であ
るが、説明の簡単のため入力シート１、感圧導電
ゴムシート２及び基板３は省略してある。また、
この例においては、第１図例と異なり、定電流I₀
はＹ座標用の抵抗５側から注入される。

この例において、スイツチS₁〜S₆は、タブレツ
トの座標の起点を、電極線X₀とY₀の交点位置
（座標のＯ点に相当）O₁と、電極線X_nとY_oの交
点位置（座標の最大値点に相当）O₂とに反転切
換するためのスイツチである。

また、１８は定電流I₀を形成するためのオペア
ンプで、電流I₀はスイツチS₁を介して抵抗５側に
供給されることになる。

１６はＸ座標出力SXを得るためのオペアンプ、
１７はＹ座標出力SYを得るためのオペアンプで
あり、また、１９はペンタツチを検出するための
比較回路である。

そして、この例においてはマイクロコンピユー
タ３０の制御に従つて入力加圧点が２点以上にな
つてしまつていないか否かを検出しながら、Ｘ，
Ｙ座標データのメモリへの書き込み、あるいは書
き込み禁止を行なう。マイクロコンピユータ３０
はCPU３１、ROM３２、ワークエリア用RAM
３３及び入出力のポート３４〜３９を有し、
ROM３２に記憶されたプログラムに従つて動作
し、RAM３３は個々の座標データを一時ストア
するレジスタ及び座標データ蓄積用のメモリとさ
れる。

以下、第５図のフローチヤートを参照しなが
ら、その動作について説明しよう。

先ず、ポート３４からスイツチ切換信号が得ら
れ、これによりスイツチS₁〜S₆は図の状態、つま
り端子Ａ側に切り換えられる（ステツプ〔101〕）。

すると、オペアンプ１８からの定電流I₀はスイ
ツチS₁を通じて抵抗体５の一端側（電極Y₀側）
から供給される。そして、この電流I₀はこの一端
側から入力加圧点を含むＹ方向電極線までの抵抗
体５→そのＹ方向電極線→その入力加圧点の感圧
ゴムシート部分→入力加圧点を含むＸ方向電極線
→抵抗体４→抵抗体４の一端側（電極線X₀側）
→スイツチS₂の経路を通り、抵抗２０を介してア
ースに流れる。つまり、これは座標の起点を電極
線X₀とY₀の交点位置O₁にとつた場合に相当す
る。

この場合、もし、入力加圧点が２点以上あつた
場合、電流I₀は、Ｘ及びＹ方向のそれぞれ最も電
極線X₀，Y₀側すなわち起点O₁に近い電極線上の
入力点を通じて流れる。

そして、アンプ１６からはその座標の起点を
O₁とする入力点のＸ座標出力電圧SXが得られ、
アンプ１７からはその入力点の座標の起点をO₁
とするＹ座標出力電圧SYが得られる。これらの
出力電圧SX及びSYはＡ／Ｄ変換回路２１及び２
２によりデジタル信号DX及びDYに変換された
後、ポート３５及び３６を通じてデータバスに供
給される。

そして、このとき、ペン入力により感圧ゴムシ
ート２の入力点部分の抵抗変化が比較回路１９に
おいて検出され、その検出出力DPがポート３７
を通じてデータバスに供給され、入力ありの情報
が与えられる。すると、データDX，DYはRAM
３３の所定のアドレスに一旦ストアされる（ステ
ツプ〔102〕）。

データDX，DYがストアされると、ポート３
４からのスイツチ切換信号により、スイツチS₁〜
S₆は端子Ｂ側に切換えられる（ステツプ〔103〕）。
すると、ペン入力があつたとき電流I₀は抵抗体５
の立端側（電極線Y_o側）から流れ込み、抵抗体
４の他端側（電極線X_n側）から取り出され、こ
れがスイツチS₂を介し、抵抗２０を通じてアース
に流れる。したがつて、座標の起点を電極線X_n
とY_oとの交点O₂にとつた場合になり、座標の起
点がＯ点と最大値の点とで反転されたことにな
る。

よつて、このときはアンプ１６からは座標の起
点をO₂とする入力点のＸ座標出力SX′が得られ、
アンプ１６からは起点をO₂とする入力点のＹ座
標出力SY′が得られる。そして、これら出力
SX′及びSY′がＡ／Ｄ変換回路２１及び２２を通
じてデジタルデータDX′及びDY′にされ、このデ
ータDX′及びDY′がポート３５及び３６を介して
データバスに供給され、RAM３３の所定のアド
レスにストアされる（ステツプ〔104〕）。

こうして、ストアされたデータDX′，DY′はＸ
及びＹ座標出力のＡ／Ｄ変換の最大分解能である
値、すなわち、LSBからMSBまですべて「１」
である値DX_MAX及びDY_MAXから減算される（ステ
ツプ〔105〕）。そしてその減算出力DX″及び
DY″が一旦、RAM３３の別のアドレスにストア
される。

座標の起点をO₂としたとき、最大値、つまり
LSBからMSBまですべて「１」となる位置は点
O₁であるから、この減算出力DX″及びDY″は、
演算によりデータDX′及びDY′を座標の起点をO₁
にしたときの値に変換したものである。

そこで、RAM３３にストアされているデータ
DX及びDYと、このデータDX″及びDY″とが比
較され、両者が同一であるか否か判別される（ス
テツプ〔106〕）。

入力点が一点のみであれば、DX＝DX″であ
り、また、DY＝DY″である。しかし、入力点が
二点以上あつた場合には、DX≠DY″あるいは
DY≠DY″になる。

このことを第６図を参照して説明するに、この
図は座標を４ビツトのデジタル情報として示して
いる。

先ず、入力点が一点A₁だけの場合を考えると、
起点をO₁とするその座標データDX，DYは、
夫々DX＝〔0100〕，DY＝〔0110〕となる。またこ
の点A₁の起点をO₂とする座標データDX′，
DY′は、図中、括弧をつけて示すように、 DX′＝〔1011〕，DY′＝〔1001〕となる。したがつ
て、 DX″＝DX_MAX−DX′＝〔1111〕−〔1011〕＝〔0100〕 DY′＝DY_MAX−DY′＝〔1111〕−〔0110〕＝〔0110〕となり、DX＝DX″，DY＝DY″となる。

ところが、入力点が点A₁と点A₂の２点になつ
た場合には、電流I₀はその複数の入力点のうち、
それぞれ起点O₁又はO₂に近い電極線側の点を通
じて流れるため、起点をO₁とする座標データ
DX，DYは入力点A₁の座標データとなつて変わ
らないが、起点をO₂とする座標データDX′，
DY′は、入力点A₂の座標データとなつて、 DX′＝〔1001〕，DY′＝〔1001〕となり、 DX″＝〔1111〕−〔1001〕＝〔0110〕となり、DX＝〔0100〕と異なる。よつて、入力
点が２点以上になつたことが判別される。点A₁
とAN₂とではＹ座標は変わなないので、DY＝
DY″であるが、Ｙ座標も異なる２点が入力点であ
れば、DY≠DY″にもなる。しかし、Ｘ座標，Ｙ
座標のいずれかが異なつていれば、入力点が２点
以上であることになる。

以上のようにして、入力点が２点以上あるかど
うか判別され、入力点が１点であれば、すなわ
ち、DX＝DX″かつ、DY＝DY″であれば、デー
タDX及びDYが、そのときの入力点の座標デー
タとしてRAM３３に記憶される（ステツプ
〔107〕）。

一方、入力点が２点以上であれば、すなわち、
DX≠DX″あるいはDY≠DY″であれば、データ
DX，DYはメモリに書き込まず（ステツプ
〔108〕）、ポート３８を通じて例えば可聴周波数の
信号が得られ、これがアンプ４０を介してスピー
カ４１に供給されて、警報音が発せられる（ステ
ツプ〔109〕）。

入力点が１点で、データのRAM３３への書き
込みがなされたら、ステツプ〔101〕に戻り、以
上の動作が最びくり返えされ、次の入力点の座標
のデータの取り込みがなされる。

なお、入力点が２点であるかどうかの検出にあ
たつて、ステツプ〔105〕の演算を行わずに、座
標起点O₁のデータDX，DYと、座標起点O₂のデ
ータDX′，DY′を直接比較してもよい。すなわ
ち、入力が一点であれば、DX′＝，DY′＝
に相当し、 DX・＝０，DY・＝０なる関係から、検出できる。つまり、 DX・DX′＝K₁，DY・DY′＝K₂ を演算し、K₁＝０，K₂＝０ならば、入力点は１
点であり、K₁≠０又はK₂≠０ならば入力点は２
点以上であると判別できる。

なお、実際にはペンで入力シート面に線画を書
きながら上記検出がなされることになるが、ステ
ツプ〔101〕からステツプ〔109〕までの処理がペ
ン入力点が２本の電極線間を移動するまでに行わ
れれば良いので、データ処理速度的には問題な
い。しかし、データ処理速度が遅い場合には、
DX−DX″＝０，DY−DY″＝０により検出する
のではなく、DX−DX″＜d_X，DY−DY″＜d_Yで
あれば入力１点として検出するようにする。ここ
で、d_X，d_Yは例えば座標変化の最小値（隣接電極
線の座標データの差）とする。これは、２つの入
力点がある場合は、その入力点は、近接している
ことは殆んどないと考えられるからで、連続線を
ペン書きするときの最大速度を考慮してd_X，d_Yの
値を定めるようにすればよい。

なお、RAM３３に蓄積された線画座標データ
は、線画入力が終了したとき、例えば表示指令が
与えられると、読み出され、ポート３９を介して
表示装置に供給され、あるいは受信側に伝送され
る。

第７図はこの発明装置の他の例で、この例も感
圧形タブレツトではあるが、その構造が異なる。
すなわち、５１は入力シートであるが、その裏面
は全面が電極となつている。５２は感圧導電ゴム
シートである。また、５３は周辺部に電極５３
ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄが形成され、この電
極５３ａ〜５３ｄにより囲まれた部分に均一にカ
ーボン５４が印刷された抵抗シートである。ダイ
オードは逆流防止用である。

電流源５５からの一定電流I₀は、入力シート５
１の裏面側電極に供給され、この入力シート５１
の表面より圧力が加わると、その加圧点の電極と
カーボン５４とが感圧導電ゴムシート５２を介し
て導通する。すると、抵抗シート５３において、
各電極５３ａ〜５３ｄ側に電流が分流し、その加
圧点から各周辺電極５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５
３ｄまでの長さに反比例した電流値として各周辺
電極５３ａ〜５３ｄより電流が得られる。

この例の場合、Ｘ座標出力とＹ座標出力は時分
割で取り出される。スイツチS₉はそのためのスイ
ツチで端子Ｘにこれが切り換えられているとき
は、電極５３ａ及び５３ｂから得られる電流がそ
れぞれ抵抗値の等しい抵抗５６及び５７を介して
アースに流れる。したがつて、この抵抗５６及び
５７と周辺電極５３ａ及び５３ｂとの接続点には
それぞれの電流値に比例した電圧XA，XBが得
られるが、電圧XAは電極５３ｂ側をＸ座標の起
点とし、電圧XBは電極５３ａ側をＸ座標の起点
とする値である。この電圧XA及びXBは起点反
転用のスイツチS₈により切り換えられてアンプ６
０にＸ座標出力として取り出される。

一方、スイツチS₉が端子Ｙに切り換えられてい
るときは、電極５３ｃ及び５３ｄから得られる電
流がそれぞれ抵抗値の等しい抵抗５８及び５９を
介してアースに流れ、これら抵抗５８及び５９と
周辺電極５３ｃ及び５３ｄとの接続点にはそれぞ
れ起点を異にする座標出力としての電圧YA，
YBが得られ、これがスイツチS₇により切り換え
られてアンプ６１より取り出される。アンプ６０
及び６１よりＸ及びＹ座標出力はそれぞれＡ／Ｄ
変換回路６２及び６３によりデジタル信号にさ
れ、第４図例と同様にマイクロコンピユータに供
給され、第４図例と同様の制御が行われる。

この例の場合には、先ず、スイツチS₉をＸ，Ｙ
両端子に切り換えて、Ｘ，Ｙ両座標出力を得た
後、スイツチS₇及びS₈を切り換えて座標の起点を
反転させ、その後スイツチS₉をＸ，Ｙ両端子に切
り換えてＸ，Ｙ両座標出力を得、スイツチS₇及び
S₈の切り換え前後のデータを比較することにより
入力点が２点以上か否かが検出される。

なお、オペアンプ６４はペンタツチの検出用の
比較回路を構成するものである。

なお、入力点が２点以上あつたことを警報する
手段としては音による聴覚的手段に限らず、警報
ランプを点灯させる等の視覚的手段でもよい。

発明の効果この発明によれば、ペン入力をしながら直ちに
入力点が２点以上あつて、誤つたデータが入力さ
れているおそれのあることが容易に知れる。そし
て、その入力点が２点以上であることの検出は座
標の起点を反転するという操作をし、その反転の
前後のデータを比較することによりできるので、
構成が簡単である特徴がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は描画タブレツト装置の一例を説明する
ための図、第２図及び第３図はその説明のための
図、第４図はこの発明装置の一例のブロツク図、
第５図及び第６図はその説明のための図、第７図
はこの発明装置の他の例のブロツク図である。１は入力シート、２は感圧導電ゴムシート、
X₀〜X_n及びY₀〜Y_oはそれぞれＸ方向及びＹ方向
の電極線、S₁〜S₈は座標の起点を反転させるため
のスイツチである。

Claims

【特許請求の範囲】

１互いに直交する方向のＸ座標とＹ座標とによ
り時々刻々の描画入力点位置を表わす場合に、そ
の入力点位置のＸ及びＹ座標のそれぞれを電流値
又は電圧値で表わす装置であつて、上記入力点の
Ｘ，Ｙ座標点間に入力操作によつてインピーダン
スが可変される手段が設けられ、この手段のイン
ピーダンス変化による電圧、電流変化により上記
入力操作がされたか否かを検出するものにおい
て、上記入力点のＸ，Ｙ座標出力SX，SYが得ら
れるとともに、上記Ｘ，Ｙ座標の最大値位置がＯ
点となるように座標の起点が反転された状態で上
記入力点のＸ，Ｙ座標出力SX′，SY′が得られ、
この座標出力SX′，SY′と上記座標出力SX，SY
とが比較され、その比較出力により入力点が２点
以上であることが検出されるようにされた描画タ
ブレツト装置。