JPH0573201A - 座標検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】動作時の消費電力を減少することができるよう
にする。 【構成】通電制御信号生成回路１４は、スイッチ回路１
３１によって検出されるスイッチ状態がオンとなってか
らオフとなった後の一定時間まで、通電制御回路１６
に、信号検出回路１３２及び信号処理回路１５に対する
通電を指示する。また、通電制御信号生成回路１４は、
スイッチ状態がオフとなった後の一定時間に再度オンと
なった場合に、通電制御回路１６に、継続した通電を指
示する。これにより、座標抜け等を発生させることな
く、座標測定に必要な間だけの通電が行なわれるので、
消費電力を減少させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、手書き入力可能な情報
処理装置で使用する座標検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ワークステーションやパーソナル
コンピュータ等の情報処理装置は、伝統的にディスプレ
イとキーボードを備えた構成となっている。このように
入力装置としてキーボードだけしか装備していない装置
では、文字や数字等のコードデータだけを入力している
場合には何等問題はないが、アプリケーションプログラ
ムや情報処理装置を操作する場合には、操作のためのコ
マンド（例えば、ＭＳ−ＤＯＳのパーソナルコンピュー
タでいえば、ＦＯＲＭＡＴ等のコマンド）を全て覚えて
おいて、必要な場合にはそのコマンド名をキーボードか
ら入力することによって実行する必要がある。

【０００３】このようなコマンドを入力する方式は、装
置の操作に馴れ、コマンド等に熟知している人であれば
容易に行なうことができるが、一般の人にとっては非常
に難しく、これら情報処理装置が敬遠される理由の一つ
にもなっている。

【０００４】最近では、このような問題を解決するもの
として、マウスやトッラクボールなどのポインテイング
デバイスと呼ばれる装置を用いて情報処理装置を操作す
る方式が使われるようになってきた。

【０００５】マウスやトラックボールは、画面上の任意
の位置を指示、選択することができるため、画面上に処
理の内容や対象となるオブジェクトなどを表示させ、そ
れを選択することによって処理を行うことができる。こ
の方式であれば、コマンドの文字を一つ一つ入力すると
いうことをしなくてもよい。従って、キーボードだけの
情報処理装置に比べると操作性はかなり良くなってい
る。

【０００６】しかし、マウスやトラックボールの場合、
表示されているマウスカーソルを目的とするオブジェク
トの位置まで移動させて指示を行うという間接的な方法
を取っているため、まだ操作しにくいという面も残って
いる。

【０００７】そこで、これらマウス等の操作性の悪さを
補うものとして、液晶ディスプレイ等の表示装置と座標
データ入力用の座標検出装置（以降タブレットと呼ぶ）
を重ねて、表示位置と入力位置を一致させた一体型表示
入力装置が開発されるようになってきている。

【０００８】この一体型表示入力装置を使用した場合、
マウス等と異なり、表示されているオブジェクトを専用
の座標入力用ペン（以降スタイラスペンと呼ぶ）で直接
指示することができるため操作性が良い。

【０００９】また、指示位置と表示位置が一致している
ため、文字や図形を直接画面上で手書きすると、手書き
した位置に筆跡を表示することができ、まるで紙に鉛筆
で書いているような感覚で操作できるため、人間にとっ
て操作し易いものとなっている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】タブレットと表示装置
を重ね合わせて一体化した一体型表示入力装置を具備し
たパーソナルコンピュータやワークステーション等の情
報処理装置には、その操作性の良さなどから持ち運ん
で、どこででも使用したいという要求がある。

【００１１】この要求を実現するためには、バッテリで
装置を駆動できることが必要である。バッテリ駆動する
場合には、バッテリサイズを必要以上に大きくすること
なく、長時間駆動可能となるようにするため、低消費電
力化のための方法が考えられてきている。

【００１２】タブレットについても、スタイラスペンが
タブレットの検出面の近傍にない場合や、しばらくタブ
レットを使用しない場合には、サンプリングレート（ス
タイラスペンのペン先が示す座標を検出する頻度を示し
１秒間の回数で表す。）を下げて低消費電力化するとい
った方法が考えられ、実現されている。しかしながら、
それでも動作時の消費電力が大きいという問題がある。
本発明は前記のような点に鑑みてなされたもので、動作
時の消費電力を減少することのできるタブレット（座標
検出装置）を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、座標検出のた
めに走査される座標検出面が設けられた座標検出手段
と、前記座標検出面上の任意の位置を指示するための位
置指示手段と、通電されることによって前記位置指示手
段が指示する前記座標検出面上の走査位置を検知する信
号検出処理手段とを有する座標検出装置において、前記
位置指示手段によって前記座標検出面上が指示されてか
ら指示終了後の一定時間だけ前記信号検出処理手段への
通電を指示し、前記一定時間中に前記位置指示手段によ
って前記座標検出面上が再度指示された際に前記信号検
出処理手段への通電を継続して指示する通電制御指示手
段と、前記通電制御指示手段による指示に応じて、前記
信号検出処理手段への通電を行なう通電制御手段とを具
備して構成するものである。さらに、前記通電制御指示
手段による指示を、有効または無効に切り替える通電制
御切り替え手段を具備して構成するものである。

【００１４】

【作用】このような構成によれば、信号検出処理手段
（スタイラスペン）への通電が、座標検出面に対する位
置指示の開始から指示終了後の一定時間だけ行なわれる
ので電力の消費を少なくすることができる。この際、一
定時間中に再度指示が行なわれた場合、そのまま継続し
て通電が行なわれる。すなわち、断続的に連続して座標
入力するような場合には、連続して通電が行なわれるの
で座標抜け等が発生しない。

【００１５】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。図１は同実施例に係わる座標検出装置の構成を
示すブロック図である。

【００１６】図１において、座標検出板１０は、座標検
出面となるもので、例えばガラス板によって構成され、
マトリクス状（Ｘ方向，Ｙ方向）に走査線１０１が配設
されている。なお、同実施例では、静電誘導方式を用い
たタブレットを例にして説明する。

【００１７】駆動回路１１は、後述する制御回路１２に
よる制御のもとに、マトリクス状に配設された走査線１
０１に順次所定の電圧を印加させ、座標検出面を走査す
るものである。

【００１８】制御回路１２は、後述するスタイラスペン
１３のスイッチ回路１３１及び通電制御回路１６からの
信号をもとに、駆動回路１１の制御を行なう。また、制
御回路１２は、ホスト装置との間で命令の入力、データ
の授受を行なう。

【００１９】スタイラスペン１３は、座標検出板１０の
座標検出面上を指示するために用いられるものである。
スタイラスペン１３には、スイッチ回路１３１と信号検
出回路１３２が内蔵されている。

【００２０】スイッチ回路１３１は、ペン先が例えば座
標検出面に接することによって押されているか否か（ス
イッチ回路１３１内のペンダウンスイッチ「Ｓ１」のオ
ン／オフの状態）を示す信号「ＳＷ」を制御回路１２及
び通電制御信号生成回路１４に出力する。信号検出回路
１３２は、電圧が印加された走査線１０１とペン先とが
近接することによって検出される信号を信号処理回路１
５に出力する。

【００２１】通電制御信号生成回路１４は、スイッチ回
路１３１からの信号「ＳＷ」に応じて、通電時間を制御
する信号「ＯＮ」を通電制御回路１６に出力する。な
お、通電制御信号生成回路１４は、ホスト装置からの
「Enable／Disable 」信号（以下、「Ｅ／Ｄ」信号と称
する）に応じて、通電制御回路１６を制御する。ここで
は、「Ｅ／Ｄ」信号がローレベル（Ｅｎａｂｌｅ状態）
の場合は、低消費電力化するように動作し、「Ｅ／Ｄ」
信号がハイレベル（Ｄｉｓａｂｌｅ状態）の場合は、従
来と同様にして動作する。

【００２２】信号処理回路１５は、信号検出回路１３２
によって検出された信号について増幅、フィルタリング
（Low Pass Filter で高周波成分を取り除く）を行なっ
た後に、予め設定された基準電圧との比較を行ない、基
準電圧を越えた際に制御回路１２にこの旨を示す信号を
出力する。

【００２３】通電制御回路１６は、ホスト装置の電源Ｖ
INと接続され、通電制御信号生成回路１４からの「Ｏ
Ｎ」信号に応じて、信号検出回路１３２及び信号処理回
路１５に対する電力ＶDDの供給を制御する。

【００２４】図２は図１中に示す通電制御信号生成回路
１４、通電制御回路１６、及びスイッチ回路１３１の詳
細を示す回路図である。図２において、通電制御回路１
６は、トランジスタＱ１，Ｑ２、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３
によって構成され、通電制御信号生成回路１４からの
「ＯＮ」信号に応じて、信号検出回路１３２及び信号処
理回路１５への電力ＶDDの供給を切り換えるスイッチン
グ機能を果たす。

【００２５】スイッチ回路１３１は、ペンダウンスイッ
チ「Ｓ１」、抵抗Ｒ４、及び「ＩＮＶ」（インバータ）
によって構成される。ペンダウンスイッチ「Ｓ１」の一
端は接地され、他端が「ＩＮＶ」の入力端に接続され
る。抵抗Ｒ４の一端はＶccに接続され、他端は「ＩＮ
Ｖ」の入力端に接続される。従って、スイッチ「Ｓ１」
がオフ状態であれば、信号ａはハイレベルとなり「ＩＮ
Ｖ」からの出力信号「ＳＷ」はローレベルとなる。ま
た、スイッチ「Ｓ１」がオン状態であれば、信号ａはロ
ーレベルとなり、「ＩＮＶ」からの出力信号「ＳＷ」は
ハイレベルとなる。

【００２６】通電制御信号生成回路１４は、ＭＭ−１
（Retriggerable Monostable Multivibrator）、ＭＭ−
２、ＯＲ−１（ＯＲゲート）、Ｄ−ＦＦ（フリップフロ
ップ）、及びＯＲ−２（ＯＲゲート）によって構成され
る。ＭＭ−１及びＭＭ−２は、それぞれＲ５，Ｃ１、Ｒ
６，Ｃ２の値によって定められる時間幅のパルスを出力
する。次に、同実施例の基本的な動作について説明す
る。

【００２７】まず、制御回路１２は、ホスト装置からの
座標測定開始命令を受け取ると、駆動回路１１に座標検
出面を走査するための信号（データ及びクロック等）を
出力する。

【００２８】駆動回路１１は、制御回路１２からの信号
を受け取ると、検出面に配設された走査線１０１を端か
ら走査（所定の電圧を印加すること）していく。このと
き、走査されている走査線１０１の近傍にスタイラスペ
ン１３のペン先があると、走査線１０１から誘導される
信号をスタイラスペン１３内部の信号検出回路１３２が
検出できるようになる。信号検出回路１３２によって検
出される信号は、走査されている走査線１０１とスタイ
ラスペン１３のペン先との距離が近ければ近いほど大き
くなる。

【００２９】従って、走査線１０１を端から走査してい
くと、信号検出回路１３２で検出される信号は次第に大
きな値となり、スタイラスペン１３と走査線１０１の距
離が最も小さくなったときに最も大きな値が得られる。

【００３０】信号処理回路１５は、信号検出回路１３２
で検出された信号を受け取り、増幅、フィルタリングを
行い、予め設定された基準電圧との比較を行う。この結
果、検出された信号が基準電圧を越えた際には、この旨
を示す信号を制御回路１２に出力する。

【００３１】制御回路１２では、信号処理回路１５から
基準電圧を越えたという信号を受け取ると、走査線１０
１への走査を開始してから検出された信号が基準電圧を
越えるまでの時間を測定する。

【００３２】これにより、座標検出面の端（原点）から
スタイラスペン１３のペン先が示す位置までの距離を検
出することができる。この測定動作をＸ軸方向およびＹ
軸方向について行うことによって平面上のスタイラスペ
ン１３の位置（座標）が検出できる。

【００３３】また、スタイラスペン１３のペン先が座標
検出面に接しているかどうかは、スタイラスペン１３に
内蔵されたスイッチ回路１３１（のペンダウンスイッチ
「Ｓ１」）によって検出することができる。

【００３４】スイッチ回路１３１は、スタイラスペン１
３のペン先が座標検出面上になくても、ペン先が押され
ているだけで信号を発生する。このため、制御回路１２
は、測定された座標値を合わせてみることによってペン
先が検出面上にあるかどうかを判別する。

【００３５】ホスト装置からの座標測定命令に応じて、
座標測定を行ない、測定が終了すると、制御回路１２
は、ホスト装置に対して割り込み信号を発生する。ホス
ト装置は、タブレットからの割り込みを受け付けると、
検出された座標データを取り込む。

【００３６】測定不能状態（スタイラスペン１３がタブ
レットの検出面から離れている状態）が一定時間連続
し、座標データが検出できない場合には、制御回路１２
は、座標検出面を走査するサンプリングレートを落とす
ことによってタブレットの消費電力を落とす。

【００３７】また、オートサンプリング機能（タブレッ
ト内で自動的に一定時間毎に座標測定を行ない、測定毎
に割り込みを発生して座標取り込みを要求する）を持っ
たタブレットでは、一定時間測定不能状態が続くと自動
的にサンプリングレートを落とすことによって消費電力
を減らすことができる。

【００３８】これらは何れもタブレットを使用していな
い状態での低消費電力化を目的としたものである。本発
明の座標検出装置は、動作時においても低消費電力化を
図るように動作する。

【００３９】次に、図３及び図４に示すタイミングチャ
ートを用いて、低消費電力化、すなわちスイッチ回路１
３１のスイッチＳ１の状態に応じて、信号検出回路１３
２及び信号処理回路１５への通電をオン／オフする動作
について説明する。ここでは、ホスト装置からの「Ｅ／
Ｄ」信号は、ローレベル（Ｅｎａｂｌｅ状態）になって
いるものとする。

【００４０】まず、スイッチＳ１がオフしている場合
は、スイッチ回路１３１から出力される「ＳＷ」信号が
オフ（図３ではローレベル）になっている。この状態で
は、Ｄ−ＦＦにはなんの信号も加えられていないため、
「ＯＮ」信号はローレベルになり、通信制御回路１６内
のトランジスタＱ２がオフする。これにより、トランジ
スタＱ１もオフし、信号検出回路１３２及び信号処理回
路１５への電源であるＶDDには何も出力されない。

【００４１】この状態から、スイッチＳ１がオンすると
「ＳＷ」信号はハイレベルとなり（図３中の「ＳＷ」信
号の立上がり）、ＯＲ−２からの出力「ＯＮ」信号もハ
イレベルになる。従って、通電制御回路１６のトランジ
スタＱ２，Ｑ１がオンし、信号検出回路１３２及び信号
処理回路１５へ電力が供給されるようになる。これによ
り、座標測定ができるようになる。

【００４２】次に、スイッチＳ１がオフすると、「Ｓ
Ｗ」信号の立ち下がりでＭＭ−１が動作し、Ｒ５および
Ｃ１の値で定められる時間幅（例えば、Ｔ＝０．４５×
Ｒ５×Ｃ１）のハイアクティブのパルスをＱ出力に出力
する（図３の信号ｂ参照）。

【００４３】ＭＭ−２では、このパルスの立ち下がりで
動作し、Ｄ−ＦＦがクリアできるだけのローアクティブ
パルスを出力する。このとき、スイッチが一度だけオン
しただけであれば「ＳＷ」信号は既にローレベルである
から、ＯＲ−１ゲートからローアクティブパルスを出力
して（図３の信号ｃ，ｄ参照）、Ｄ−ＦＦをクリアし、
ＶDDへの供給を止める（図３の信号ON，ＶDD参照）。

【００４４】また、オンライン文字認識によって文字を
入力するための座標入力のように、断続的に連続して座
標入力する（短時間に連続してスイッチＳ１がオン／オ
フする）場合には、図４に示すようになる。

【００４５】図３に示すように、はじめにスイッチＳ１
がオンからオフした後に、図４に示すように再度オンす
ると、「ＳＷ」信号がハイレベルとなっている。このた
めＯＲ−１ゲートからは何も出力されず（図４の信号ｄ
参照）、「ＯＮ」信号は連続してハイレベルとなり（図
４の信号ON参照）、ＶDDへの供給は連続となる。従っ
て、通電をオン／オフする事による座標測定の追従性の
問題（通電に時間がかかるため座標抜けが発生するな
ど）はなくなる。

【００４６】次に、通電制御回路１６がＤｉｓａｂｌｅ
される場合について説明する。通電制御回路１６のＥｎ
ａｂｌｅ／Ｄｉｓａｂｌｅは、ＯＲ−２ゲートのみで切
り替えることができる。Ｄｉｓａｂｌｅされるときは、
ホスト装置からの「Ｅ／Ｄ」信号はハイレベルになって
いるため、Ｄ−ＦＦの出力が何であろうとＯＲ−２ゲー
トからの「ＯＮ」信号がハイレベルとなる。このため、
通電制御回路１６のトランジスタＱ２、Ｑ１はオンしＶ
DDへの電源供給がなされる。この様にすると、今までと
同じ使い方もできるため、従来の座標検出装置における
ソフトウエェア等を、そのまま使用することもできる。

【００４７】このようにして、座標測定が必要なスイッ
チＳ１がオンの場合には、信号検出回路１３２及び信号
処理回路１５への通電が行なわれ、スイッチＳ１がオフ
してから一定時間以上経過した場合には、通電を停止さ
れる。これにより、必要最小限の電力供給で済むので、
低消費電力化を図ることができる。

【００４８】また、電源供給を制御する通電制御回路１
６をＥｎａｂｌｅ／Ｄｉｓａｂｌｅできるので、消費電
力を減らす必要のない場合（例えばバッテリ駆動の必要
のない場合）には、通常の動作をさせることもできる。

【００４９】なお、前記実施例においては、静電誘導方
式を用いたタブレットを例にして説明したが、電磁誘導
方式や感圧式等の他の方式でも良い。また、通電制御回
路１６はトランジスタを用いた構成を用いて説明した
が、リレー、ＦＥＴ等の他のデバイスを用いても良い。

【００５０】同様に、通電制御信号生成回路１４はＤ−
ＦＦやMonostable Multivibrator（ＭＭ−１，ＭＭ−
２）を用いて説明したが、他のデバイスを用いたり、あ
るいはソフトウェアで制御しても構わない。

【００５１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、動作時で
あっても座標測定が必要がない場合（ペンダウンスイッ
チＳ１がオフ）には電力供給を停止するので、消費電力
を減らすことができるものである。また、電力供給を制
御する回路を有効または無効に切り替える回路を付加す
ることにより、消費電力を減らす必要のない場合には通
常の動作をさせることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係わる座標検出装置の構成
を示すブロック図。

【図２】図１中に示す通電制御信号生成回路１４、通電
制御回路１６、及びスイッチ回路１３１の詳細を示す回
路図。

【図３】ペンダウンスイッチＳ１がオン／オフした際の
各信号の変化を示すタイミングチャート。

【図４】ペンダウンスイッチＳ１が連続してオン／オフ
した際の各信号の変化を示すタイミングチャート。

【符号の説明】

１０…座標検出板、１０１…走査線、１１…駆動回路、
１２…制御回路、１３…スタイラスペン、１３１…スイ
ッチ回路、１３２…信号検出回路、１４…通電制御信号
生成回路、１５…信号処理回路、１６…通電制御回路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 座標検出のために走査される座標検出面
   が設けられた座標検出手段と、前記座標検出面上の任意
   の位置を指示するための位置指示手段と、通電されるこ
   とによって前記位置指示手段が指示する前記座標検出面
   上の走査位置を検知する信号検出処理手段とを有する座
   標検出装置において、 前記位置指示手段によって前記座標検出面上が指示され
   てから指示終了後の一定時間だけ前記信号検出処理手段
   への通電を指示し、前記一定時間中に前記位置指示手段
   によって前記座標検出面上が再度指示された際に前記信
   号検出処理手段への通電を継続して指示する通電制御指
   示手段と、 前記通電制御指示手段による指示に応じて、前記信号検
   出処理手段への通電を行なう通電制御手段と、 を具備したことを特徴とする座標検出装置。
2. 【請求項２】 前記通電制御指示手段による指示を、有
   効または無効に切り替える通電制御切り替え手段を、さ
   らに具備したことを特徴とする請求項１記載の座標検出
   装置。