JPH0675687A - 情報入力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 タブレットの電極線と容量結合して検出した
微小電圧を、ケ−ブルで直接制御回路に印加できるよう
にする。 【構成】 タブレットの各電極線に印加するパルスの搬
送波に矩形波を用い、検出した信号の増幅部に同調フィ
ルターを用いた。 【効果】 タブレット或は容量結合により矩形波が正弦
波に変形されても、位置情報を伝送する搬送波として十
分であり検波回路で同期検波することにより正弦波によ
る位置信号を平均化できるためため、Ｓ／Ｎ比が良好で
ソフトウェアでの信号処理時間を短縮することが可能に
なった。更に、同調フィルターにより一定周期の正弦波
以外は除去されるので、スタイラスペン内部に回路を内
蔵する必要がなくケーブルも比較的長くすることができ
る。また、高インピーダンスのタブレットにおいて電極
線と容量で形成される積分回路による高域除去の特性で
カットオフ周波数以下に搬送波周波数を設定し、５Ｖ以
上でドライブすることで位置情報を検出することも可能
になる

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】 本発明は、情報入力装置に関
し、さらに詳細には静電結合方式情報入力装置における
座標指示手段としての信号検出ペン、カーソル等の内部
の回路構成の簡略化、コスト軽減に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】静電結合方式の情報入力装置では、座標
軸方向に所定の間隔に配置された電極線を有するタブレ
ットと絶縁材を介して、このタブレット上の所望の位置
に当接して座標入力を行う入力ペン、カーソル等の座標
指示手段に検出用電極が設けられている。このタブレッ
トの各電極線に順次走査信号を印加し、この際静電容量
結合によって、前記検出電極に誘起された微小電圧を座
標指示手段内の能動素子により高インピーダンスで送出
する所謂インピーダンス変換し、ケーブルで装置本体に
導き、ここで信号を増幅しデジタル変換してマイクロコ
ンピュータからなる算出手段に供給し、この算出手段は
そのときの座標指示手段の当接位置を算出している。算
出手段としては特公昭５３−１９３８０号，特開昭６０
−１８１８１６号が知られている。

【０００３】 また、他の方法としては本願出願人にな
る実開平１−１３３３５８号で知られているように、前
記微小信号を低インピーダンスで受け電流−電圧変換
し、最終的には前記算出手段による座標指示手段の当接
位置を算出する方法がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の情報入力装置に
おいて、タブレットの電極線に印加された走査信号は静
電容量結合により、前記した座標指示手段内の検出手段
に誘起されるわけであるが、タブレットの各電極線と検
出電極との距離（絶縁材の厚み）によって結合インピー
ダンスは数１００ＫΩ以上となる。そこで走査信号を検
出する２つの方法が考えられた。前者は誘起された微小
電圧を電圧として検出する方法で、これは座標指示手段
内で高インピーダンスで受け、低インピーダンスで出力
するインピーダンス変換回路を施す方法である。後者の
方法は誘起された微小電圧を電流で入力した方法で、こ
れは入力インピーダンスを極めて低くできる電流−電圧
変換であり、誘起した信号を装置本体にケーブルで伝送
できる。

【０００５】 インピーダンス変換回路を施した方法に
ついて図４を参照して説明する。タブレットの電極線１
に印加された走査信号は絶縁材を挟んで検出電極２との
間で静電容量結合し（図４に等価的に示した）、このと
き結合インピーダンスＺ₁（３）は数１００ＫΩ以上と
なる。このため誘起されたパルス電圧を効率良く入力す
るには、インピーダンスＺ₂（４）を高くする必要があ
るが、高すぎると外来雑音を拾ったり、浮遊容量の影響
で信号波形がなまったりするので、通常１ＭΩ程度に設
定している。入力した信号を装置本体にケーブル５で伝
送するには上記の影響を避けるために低インピーダンス
で出力しなければならない。このことから電圧で入力す
るには高インピーダンスで入力し、低インピーダンスで
出力するインピーダンス変換回路６が必要である。

【０００６】 電流−電圧変換による方法は図５を参照
して説明する。オペアンプ（以下ＯＰアンプという）８
の非反転端子（＋）はゼロ電位（グランド）で反転端子
（−）と検出電極７はケーブルで接続されている。ＯＰ
アンプ８のＡ点はＢ点とイマジナルショートの関係にあ
るのでゼロ電位となり、検出電極７に誘起されたパルス
電流Ｉはケーブルを介して接地されたのと等価になる。
つまり入力インピーダンスは０Ωとなり、理想的にはＯ
Ｐアンプ８内には電流が流れず、抵抗Ｒ９を通ってＣ点
に電圧Ｖ＝−Ｉ・Ｒとして現れる。このように電流−電
圧変換回路によって入力インピーダンスを極めて低くす
ることができる。

【０００７】 然しながら前者のインピーダンス変換の
方法では、座標指示手段内部にインピーダンス変換回路
が必要であり、低価格化が困難で、又ケーブルもインピ
ーダンス変換回路用の電源線が必要なため、あまり細く
できず操作性が悪いという問題があった。尚、上述した
２つの方法は低抵抗の電極線を有するタブレットにのみ
効果があり、ＩＴＯ（錫添加インジウム酸化物）の高抵
抗電極線を形成した透明タブレットではパルス電圧のパ
ルス幅が狭いと高抵抗電極線は等価的にＲＣ積分回路を
形成しているため、その充電特性（ＲＣの時定数）によ
りパルス波形が変形してしまう。また、高抵抗であるた
めパルス信号の減衰率はタブレットの電極線終端に行く
に従って大きくなっていた。

【０００８】

【課題を解決するための手段】 本発明は如上の従来の
問題点を解決するためになされたもので、Ｘ，Ｙ軸方向
の複数の電極線が配置されたタブレットと、該タブレッ
トの各電極線に順次パルスを印加する搬送波切換回路と
前記タブレットの各電極線に容量結合して、各電極線に
印加されたパルスを検出する座標指示手段と該座標指示
手段で検出した信号を増幅する増幅部と該増幅部で増幅
された信号から前記座標指示手段のタブレットへの当接
位置を算出する演算部とからなる情報入力装置であっ
て、前記タブレットの各電極線に印加するパルスの搬送
波に矩形波を用い、検出した信号の増幅部に同調フィル
ターを用いた情報入力装置を提案するものである。

【０００９】

【作用】 本発明では、タブレットに印加するパルスの
搬送波に矩形波を用い、検出した信号の増幅部に中間周
波コイル（ＩＦＴ）による同調フィルター用いたことに
より、座標指示手段内部には信号増幅のための回路を内
蔵せず座標指示手段から直接情報入力装置本体へケーブ
ルで接続される。

【００１０】

【実施例】 本発明を添付図面を参照して説明する。図
１は電気的ブロック構成を示す。ここで、参照符号１０
は送信手段、参照符号１１は送信手段としてのタブレッ
ト、参照符号１２は受信手段を開示している。送信手段
１０にはＸ側搬送波切換機１３とＹ側搬送波切換機１４
とが、それぞれタブレット１１の各電極線１６，１７
（摸式的に図示）が接続され、発振器１５からの搬送波
が印加される。Ｘ，Ｙ側搬送波切換機１３，１４はタブ
レットコントロール２４の制御によって、発振器１５か
らの搬送波を順次Ｘ，Ｙ１６、１７側電極線に印加す
る。

【００１１】 信号受信手段１２は、信号検出用のスタ
イラスペン１８からの信号をペンスイッチ回路２３とフ
ィルター１９に配分している。一方、フィルター１９に
印加された検出信号は第１の増幅器２０、検波器２１、
第２の増幅器２２と接続されて制御回路２５に含まれる
図示しないアナログ−デジタル変換器に印加される。

【００１２】 次に、実際の動作について説明する。初
期状態において信号送信手段１０のＸ側搬送波切換器１
３、Ｙ側搬送波切換器１４には発振器１５から図２Ａの
ようなパルスが印加される。タブレットコントロール２
４の電極線切換信号により送信手段としてのタブレット
１１の電極線には、図２Ｂのような波形の信号が順次印
加される。スタイラスペン１８を操作者が手に把持し
て、タブレット１１に当接すると受信手段１２のフィル
ター１９、第１の増幅器２０により、増幅された信号の
波形は図２Ｄのようになり、それを検波器２１で同期検
波することにより、図２Ｅのような位置情報に対応した
波形となり第２の増幅器２２により差動増幅され制御回
路２５に含まれる図示しないアナログ−デジタル変換器
でデジタル信号に変換された後、制御回路２５で位置情
報として処理され図示しないホストコンピュータに出力
される。

【００１３】 ここでスタイラスペン１８からフィルタ
ー１９、第１の増幅器２０までの検出された信号の過程
を図３の等価回路図を参照して説明する。タブレット１
１の電極線１に印加された信号は図２Ｂのような波形で
あるが、静電容量結合した後のスタイラスペンの検出電
極２６ではタブレット電極線１での図示しないＲＣ積分
回路、容量結合の容量により外来雑音を除けば図２Ｃの
ようにほぼ正弦波に近い形の検出信号となる。

【００１４】 この外来雑音を含んだ正弦波が中間周波
コイル１９までケーブルを通して伝送されるが、中間周
波コイル１９の１次側コイル２７と２次側コイル２８の
巻数比は後者の値が大きくなるように設定されるため、
交流信号を昇圧することが可能になる。また、２次側コ
イル２８はコンデンサ２９と並列共振回路を形成してい
るため、バンドパスフィルターの役目を果たす。このこ
とから中間周波コイル１９の１次側コイル２７に印加さ
れた正弦波と外来雑音は、相互誘導作用により２次側コ
イル２８に誘起されるが、上述したように２次側コイル
２８では昇圧し、更にバンドパスフィルターにより正弦
波以外の周波数は除去されるため、１次側コイル２７で
の正弦波だけが２次側コイル２８で選択される。従っ
て、第１の増幅器２０では比較的Ｓ／Ｎ比の良い正弦波
が増幅されることになる。

【００１５】

【発明の効果】 本発明は如上のような構成となしたの
で、パルスの搬送波に矩形波を用い、増幅部に同調フィ
ルターを用いたため、タブレット或は容量結合により矩
形波が正弦波に変形されても、位置情報を伝送する搬送
波として十分であり検波回路で同期検波することにより
正弦波による位置信号を平均化できるためため、Ｓ／Ｎ
比が良好でソフトウェアでの信号処理時間を短縮するこ
とが可能になった。更に、同調フィルターにより一定周
期の正弦波以外は除去されるので、スタイラスペン内部
に回路を内蔵する必要がなくケーブルも比較的長くする
ことができる。また、高インピーダンスのタブレットに
おいて電極線間容量で形成される積分回路による高域除
去の特性でカットオフ周波数以下に搬送波周波数を設定
し、５Ｖ以上でドライブすることで位置情報を検出する
ことも可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 電気的ブロック図

【図２】 信号波形図

【図３】 本発明の等価回路図

【図４】 従来の等価回路図

【図５】 従来の等価回路図

【符号の説明】

１ 電極線 ２ 検出電極 ３ 結合インピ−ダンス ４ インピ−ダンス ５ ケ−ブル ６ インピ−ダンス変換回路 ７ 検出電極 ８ オペアンプ ９ 抵抗 １０ 送信手段 １１ タブレット １２ 受信手段 １３ Ｘ側搬送波切換機 １４ Ｙ側搬送波切換機 １５ 発信器 １６ Ｘ側電極線 １７ Ｙ側電極線 １８ スタイラスペン １９ フィルタ− ２０ 第１の増幅器 ２１ 検波器 ２２ 第２の増幅器 ２３ ペンスイッチ回路 ２４ タブレットコントロ−ル ２５ 制御回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｘ，Ｙ軸方向の複数の電極線が配置され
   たタブレットと、該タブレットの各電極線に順次パルス
   を印加する搬送波切換回路と、前記タブレットの各電極
   線に容量結合して、各電極線に印加されたパルスを検出
   する座標指示手段と、該座標指示手段で検出した信号を
   増幅する増幅部と該増幅部で増幅された信号から前記座
   標指示手段のタブレットへの当接位置を算出する演算部
   とからなる情報入力装置であって、前記タブレットの各
   電極線に印加するパルスの搬送波に矩形波を用い、検出
   した信号の増幅部に同調フィルターを用いたことを特徴
   とする情報入力装置。