JPH06187088A - タブレット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ペンからのキャリア信号を差動増幅すること
により、周辺機器から発せられる雑音の影響を除去し、
安定した位置検出を行なう。 【構成】 検出パネル１から予め定められた電極対を順
次選択し、差動増幅する。座標計算部７は、まず各電極
対の信号強度の分布からペンの指示する領域を判断し、
各電極毎の信号強度を算出する。そして、各電極毎の信
号強度データを用いてペンの指示する位置座標を算出す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータ等の情報
処理装置へ座標入力を行なうタブレットに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、容量結合を利用したタブレット
は、特公平３ー６８４１１に示されるように、ペンから
発せられた信号をタブレット上の電極で検出する方式を
用いている。この方式は、発振源の出力抵抗が大きいこ
とから、信号検出部の入力抵抗を大きくする必要があ
る。そのため、ペンからの信号ばかりでなく、周囲の不
要な雑音成分の影響を受けやすいという課題を持ってい
る。

【０００３】このような課題は、差動増幅技術を用いて
解決することが一般に知られている。しかし、この技術
をタブレットに応用する際には留意する点がある。それ
は、任意の２本の電極を用いた差動増幅を行なうことに
より、各電極対の信号強度は得られるが、その電極対の
どちらの電極にどれだけの信号が入力されているか、又
はどちらの電極にペンがより近いのかという情報が得ら
れないということである。実開昭５９ー１９２７６５
は、雑音検出のための専用電極を位置検出範囲外に設け
ることでこれを解決している。また、米国特許４８５９
８１４は、まず電極１本毎に選択して信号を検出するこ
とで大まかな位置を特定し、その後、差動信号を用いて
更に細かく位置を特定することでこれを解決している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、実開昭５９ー
１９２７６５で示される方法の場合、信号検出用の各電
極との距離が一定ではないため、近距離の周辺機器から
発生される雑音の除去には不向きであるという課題があ
る。また、米国特許４８５９８１４に示される方法の場
合、検出動作に時間がかかる他、大まかな位置を特定す
る際に雑音の影響を受けやすく、その影響から逃れるた
めの判断処理が繁雑になるという課題を持っている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに、本発明のタブレットは以下の点を特徴とする。 （１）本発明のタブレットは、複数の電極が所定の間隔
で並行して配列された位置検出板と、前記複数の電極の
少なくとも１つにキャリア信号を容量結合によって供給
する入力手段と、前記位置検出板を少なくとも３つの領
域に分割し、前記複数の電極の中から互いに異なる領域
内に存在する電極２本を予め定められた順序に従って選
択する電極選択手段と、前記電極選択手段で選択された
電極からの信号を受け、差動増幅を行なう差動増幅手段
と、前記差動増幅手段からの信号を受け、信号強度を検
出し、ディジタルデータ化する信号強度検出手段と、前
記信号強度検出手段からのデータを蓄え、予め定められ
た手順に従って、前記入力手段によって指し示された位
置を算出する座標算出手段を備えた事を特徴とする。

【０００６】（２）本発明のタブレットは、複数の電極
が所定の間隔で並行して配列された位置検出板と前記複
数の電極の少なくとも１つにキャリア信号を容量結合に
よって供給する入力手段と、前記位置検出板を少なくと
も３つの領域に分割し、前記複数の電極の中から互いに
異なる領域内に存在する電極３本を予め定められた順序
に従って選択する電極選択手段と、前記電極選択手段で
選択された電極のうち２本の電極からの信号を受け、平
均化演算を行なう平均化手段と、前記電極選択手段で選
択された電極のうち、前記平均化手段に入力されない電
極からの信号と、前記平均化手段からの信号を受け、差
動増幅を行なう差動増幅手段と、前記差動増幅手段から
の信号を受け、信号強度を検出し、ディジタルデータ化
する信号強度検出手段と、前記信号強度検出手段からの
データを蓄え、前記入力手段によって指し示された位置
を算出する座標算出手段を備えた事を特徴とする。

【０００７】

【実施例】

（実施例１）図１は請求項１に記載されたタブレットの
一実施例を示す構成図である。尚、説明を簡単にするた
めにＸ方向の位置検出に必要な構成を示してあるが、Ｙ
方向の位置検出の場合にも同様である。

【０００８】検出パネル１は、互いに並行な電極１００
〜１２３と、これらの電極で検出された信号を電極選択
部４へ伝えるための引出し線群２、及びこれらを支持す
るためのベースパネル３からなっている。尚、以下の説
明のために、電極１００〜１０７を含む領域を第一領
域、電極１０８〜１１５を含む領域を第２領域、電極１
１６〜１２３を含む領域を第３領域と呼ぶことにする。
また、各領域の具体的な範囲は、図１に破線で示した通
りである。

【０００９】各電極で検出された信号は、電極選択部４
に入力され、制御部８からの信号に従って選択的に出力
される。このときの選択方法は、表１に示すように２４
本の電極線の中から互いに８本離れた２本の電極を選ぶ
ものである。尚、以下の説明のため、各電極対を表１に
示すように呼ぶことにする。

【００１０】

【表１】

【００１１】電極選択部４で選択された電極対からの信
号は、差動増幅部５で差動増幅され、雑音成分を除去さ
れた後に信号強度検出部６に入力される。

【００１２】信号強度検出部６は、入力された信号の強
度を検出し、ディジタルデータ化して座標計算部７へ送
る。

【００１３】座標計算部７は、各電極対のデータを蓄
え、後に示す方法に従ってペンが指し示す座標を算出す
る。

【００１４】制御部８は、図２に示す一連の動作を行な
うために、電極選択部４、信号強度検出部６、座標計算
部７に対してタイミング信号を送る。尚、図中では各電
極対の信号強度データを得る動作と座標計算動作が交互
に行なわれているが、この２つの動作が並行して行なわ
れてもよい。また、図中では各電極対の信号強度データ
を１つずつ得て座標計算動作を行なっているが、各電極
対のデータを複数個ずつ用いて座標計算を行なってもよ
い。

【００１５】次に、座標計算部７の動作を詳細に説明す
る。

【００１６】まず、各電極対の信号強度を調べ、その強
度があらかじめ定められたレベルよりも高く、同時にピ
ークもしくは最高レベルとなるような電極対を探す。例
えば、図４（ａ）に示すような信号強度分布の場合、電
極対ｆがピークであると判断され、図４（ｂ）に示すよ
うな強度分布の場合は電極対ｂと電極対ｊが共にピーク
であると判断される。又、図５に示すような強度分布の
場合、電極対ｉがピーク、電極対ａが電極ｉと同レベル
の最高レベルを示していると判断される。

【００１７】次に、この結果からペンがどの領域内を指
し示しているかを判断する。

【００１８】表１に示される電極の組み合せでは、一通
りの選択動作中、第１、３領域の電極は１回だけ選択さ
れ、第２領域の電極は２回選択される。従って、ペンが
第１領域または第３領域を指し示す場合、ピークもしく
は最高レベルを示す電極対は１つだけ現れることにな
る。一方、ペンが第２領域を指し示す場合、共にピー
ク、もしくは共に同レベルで一方のみがピークを示す電
極対が２つ現れる。

【００１９】図４（ａ）の分布では、電極対ｆのみがピ
ークであることから、ペンは第１領域内にあると判断さ
れる。又、図４（ｂ）の分布では、電極対ｂと電極対ｊ
が共にピークであることから、ペンは第２領域内にある
と判断される。図５の分布でも、電極対ｉがピークであ
り、電極対ａと電極対ｉが同レベルであることから、ペ
ンは第２領域内にあると判断される。

【００２０】以上の判断結果を元に、図３に示す手順に
従って各電極の信号強度分布を求める。

【００２１】図４（ａ）の場合、ペンが第１領域内にあ
ることから、電極１００〜１１５の信号強度をそれぞれ
電極対ａ〜ｐの信号強度とし、電極１１６〜１２３の信
号強度をゼロレベルもしくはピーク位置近傍の値に比べ
て充分小さい値とする。これにより、図６（ａ）に示す
ような各電極の信号強度分布が得られる。

【００２２】図４（ｂ）の場合、ペンが第２領域内で、
かつ第１領域側にあることから、まず電極対ａ〜ｈのう
ち、電極対ｊから既定値以上離れている電極対（本実施
例では既定値を５とし、電極対ａ〜ｅがこれに該当す
る）の値をゼロもしくはピーク位置近傍の値に比べて充
分小さい値に置き換える。そして、電極１００〜１１５
の信号強度を電極対ａ〜ｐの信号強度とし、電極１１６
〜１２３の信号強度をゼロレベルもしくはピーク位置近
傍の値に比べて充分小さい値とする。これにより、図６
（ｂ）に示すような各電極の信号強度分布が得られる。

【００２３】図６のような各電極の信号強度分布が得ら
れると、ペンの詳細な位置座標は従来の手法で算出する
ことが出来る。例えば、各電極のデータに対し、予め測
定しておいた信号強度の分布形状データを様々に重ね合
わせ、最もずれが小さくなったときの分布形状データの
ピーク位置をペンの指し示す位置座標とする方法が挙げ
られる。

【００２４】以上、図１に示した構成を例に本発明を説
明したが、電極数、電極対の選び方はこれに限定したも
のではない。例えば、３２本の電極がある場合、それぞ
れ８本の電極を含む４領域を設定し、２４個の電極対に
ついて本実施例と同様の検出動作を行なうことが可能で
ある。又、２１本の電極がある場合、それぞれ７本の電
極を含む３領域を設定し、本実施例と同様の検出動作を
行なうことが可能である。

【００２５】（実施例２）図７は請求項２に記載された
タブレットの一実施例を示す構成図である。尚、説明を
簡単にするためにＸ方向の位置検出に必要な構成を示し
てあるが、Ｙ方向の位置検出の場合にも同様である。ま
た、検出パネル１の構成、信号強度検出部６及び制御部
８の動作は、実施例１で説明した通りである。

【００２６】電極選択部９は、２４本の電極の中から７
本おきに計３本の電極を選択し、１本を差動増幅部５へ
出力し（信号２００）、残り２本の信号を平均化演算部
１０へ出力（信号２０１、２０２）する。表２には、こ
の選択方法の一部を示した。表２からも分かるように、
各電極が１度ずつ信号２００として選択されるため、全
体の組み合せ数は電極数と同じ２４個となる。また、以
下の説明のために、各組み合せを表２に示すように呼ぶ
ことにする。

【００２７】

【表２】

【００２８】平均化演算部１０は、信号２０１と信号２
０２を加算した後、２で除算する。差動増幅部５は、信
号２００と平均化演算部１０からの信号を差動増幅し、
信号強度検出部６へ出力する。

【００２９】次に、座標計算部１１の動作を詳細に説明
する。

【００３０】まず、各組み合せの信号強度を調べ、その
レベルが予め定めたレベルよりも高く、同時にピークと
なるような組み合せを探す。例えば、図８に示すような
信号強度分布の場合、組み合せ３０１、３０９、３１７
が共にピークであると判断される。次に、この結果から
ペンがどの電極の近くを指し示しているかを判断する。
図８の場合、組み合せ３０１、３１７の信号強度が、組
み合せ３０９の信号強度に比べて半分であることから、
ペンは電極１０９付近を指し示していると判断される。

【００３１】以上の判断結果を元に、各電極の信号強度
を求める。まず、電極１０９を信号２００へ接続する組
み合せが組み合せ３０９であることから、これより既定
値以上離れている組み合せ（本実施例では既定値を５と
し、組み合せ３００〜３０４、３１４〜３２３がこれに
該当する）の値をゼロもしくはピーク位置近傍の値に比
べて充分小さい値に置き換える。そして、電極１００〜
１２３の信号強度をそれぞれ組み合せ３００〜３２３の
信号強度とすることで、図９に信号強度分布が得られ
る。

【００３２】図９のような各電極の信号強度分布が得ら
れると、ペンの詳細な位置座標は従来の手法で算出する
ことが出来る。例えば、各電極のデータに対し、予め測
定しておいた信号強度の分布形状データを様々に重ね合
わせ、最もずれが小さくなったときの分布形状データの
ピーク位置をペンの指し示す位置座標とする方法が挙げ
られる。

【００３３】以上、図７に示した構成を例に説明した
が、電極数、電極対の選び方はこれに限定したものでは
ない。例えば、３２本の電極がある場合、７本おきに計
４本の電極を選択し、１本を差動増幅部５へ、残り３本
を平均化演算部へ接続して本実施例と同様の位置検出動
作を行なうことも可能である。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると位
置検出で利用する信号情報は、全て差動信号を用いてお
り、またその際に用いる２本の検出電極の距離が常に一
定であるため、近距離の周囲の機器から発せられる雑音
を除去しやすい。また、簡単なデータ判断処理、データ
操作を行うことにより、１回の電極走査で高精度な位置
検出が可能となり、検出動作の高速化が図れるという効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 請求項１に記載された発明の一実施例を示す
構成図。

【図２】 制御部の動作を説明する図。

【図３】 座標計算部の動作を説明する図。

【図４】 図１の構成で得られる検出信号の分布例を示
す図。

【図５】 図１の構成で得られる検出信号の他の分布例
を示す図。

【図６】 図４の分布例から算出された各電極の信号強
度分布図。

【図７】 請求項２に記載された発明の一実施例を示す
構成図。

【図８】 図７の構成で得られる検出信号の分布例を示
す図。

【図９】 図８の分布例から算出された各電極の信号強
度分布図。

【符号の説明】

１ 検出パネル ４、９ 電極選択部 ５ 差動増幅部 ６ 信号強度検出部 ７、１１ 座標計算部 ８ 制御部 １０ 平均化演算部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の電極が所定の間隔で並行して配列
   された位置検出板と、 前記複数の電極の少なくとも１つにキャリア信号を容量
   結合によって供給する入力手段を有するタブレットにお
   いて、前記位置検出板を少なくとも３つの領域に分割
   し、前記複数の電極の中から互いに異なる領域内に存在
   する電極２本を予め定められた順序に従って選択する電
   極選択手段と、前記電極選択手段で選択された電極から
   の信号を受け、差動増幅を行なう差動増幅手段と、前記
   差動増幅手段からの信号を受け、信号強度を検出し、デ
   ィジタルデータ化する信号強度検出手段と、前記信号強
   度検出手段からのデータを蓄え、前記入力手段によって
   指し示された位置を算出する座標算出手段を備えた事を
   特徴とするタブレット。
2. 【請求項２】 複数の電極が所定の間隔で並行して配列
   された位置検出板と前記複数の電極の少なくとも１つに
   キャリア信号を容量結合によって供給する入力手段を有
   するタブレットにおいて、前記位置検出板を少なくとも
   ３つの領域に分割し、前記複数の電極の中から互いに異
   なる領域内に存在する電極３本を予め定められた順序に
   従って選択する電極選択手段と、前記電極選択手段で選
   択された電極のうち２本の電極からの信号を受け、平均
   化演算を行なう平均化手段と、前記電極選択手段で選択
   された電極のうち、前記平均化手段に入力されない電極
   からの信号と、前記平均化手段からの信号を受け、差動
   増幅を行なう差動増幅手段と、前記差動増幅手段からの
   信号を受け、信号強度を検出し、ディジタルデータ化す
   る信号強度検出手段と、前記信号強度検出手段からのデ
   ータを蓄え、前記入力手段によって指し示された位置を
   算出する座標算出手段を備えた事を特徴とするタブレッ
   ト。