JPH10133803A - 位置指示器 - Google Patents

位置指示器

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JPH10133803A
JPH10133803A JP8305903A JP30590396A JPH10133803A JP H10133803 A JPH10133803 A JP H10133803A JP 8305903 A JP8305903 A JP 8305903A JP 30590396 A JP30590396 A JP 30590396A JP H10133803 A JPH10133803 A JP H10133803A
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    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0354Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of two-dimensional [2D] relative movements between the device, or an operating part thereof, and a plane or surface, e.g. 2D mice, trackballs, pens or pucks
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 位置検出装置に用いるペン形状の位置指示器
において、ペン先部分への側面方向からの圧力を検出
し、タブレット上でペンを大きく傾けても筆圧検出が可
能な位置指示器を提供する。 【解決手段】 位置検出装置に用いるペン形状の位置指
示器において、ペン先部分に側面からの圧力を検出する
側面圧検出手段を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、タブレット上で用
いる位置指示器の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】この出願に先立ち、出願人は特願昭61
−213970号において、タブレットとペンとの間で
電波の送受信を行うことにより、ペンとタブレット間を
コードレスとして操作性の良い位置指示器を提案してい
る。また、先願1ではペン先への圧力を電波の位相の変
化として検出することにより筆圧検出のできる筆圧ペン
を実現した。特に、コンピューターグラフィックス分野
においてはこのような筆圧ペンによって使いやすいシス
テムを実現するとともに応用分野を広げた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、先願で
示された従来の筆圧ペンではペン軸に対する側面方向か
らの圧力を検出できないという問題があった。
【0004】即ち、鉛筆などの筆記具を大きく傾けて芯
の側面部分を用いてペンの傾きや圧力を調節しながら太
さや濃さの分布などを微妙に変えて描くというような技
法が一般に用いられている。
【0005】このような使い方をコンピューターグラフ
ィックスにおいても実現したいという要求がある。
【0006】本発明の目的は、ペン形状の位置指示器と
して、ペンを大きく傾けても筆圧を検出することのでき
る位置指示器を提供することにある。
【0007】また、本発明の他の目的は、ペンを傾けた
際の傾斜方向によって入力する色を替えることができる
位置指示器を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明では前記目的を達
成するために、位置検出装置に用いるペン形状の位置指
示器において、ペン軸に対して直角方向からの圧力を検
出する側面圧検出手段を先端部に設けたことを特徴とす
る位置指示器と、前記側面圧検出手段として、感圧導電
材料と電極とで構成したことを特徴とする位置指示器
と、ペン軸に対して複数方向からの圧力をそれぞれに検
出する複数個の側面圧検出手段を先端部に設けたことを
特徴とする位置指示器とを提案する。
【0009】
【作用】本発明によれば、ペン先部分に側面圧検出手段
を設けて、ペン先に対する側面方向からの圧力を検出す
るようにした。
【0010】
【実施例】図1は本発明による位置指示器の第1の実施
例を示すもので、位置指示器内には従来と同様にフェラ
イトコアに巻かれたコイル、タブレットとの間で情報を
やりとりする電子回路部分が設けられている。
【0011】また、ペン先部分には3個の圧力センサー
が設けられており圧力が加えられた方向が検出できるよ
うになっている。これは本発明の特徴の一つである。
【0012】図2圧力センサーの構造を示すもので、タ
ブレット面上で滑らせても摩耗しにくい材料で作られた
表面シート、圧力によって抵抗値が変化する感圧導電ゴ
ムシート、および電極板との3重構造となっている。こ
れは本発明の特徴の一つである。
【0013】図3は前記電極板の電極パターンの例を示
したもので、2つの電極を櫛形パターンとすることによ
り図2に示した圧力センサーのどの部分に加重をかけて
もそれに反応して抵抗値が変化するようになっている。
【0014】図4は本実施例の電気回路を示したもの
で、ここでは3個の圧力センサーをそれぞれ可変抵抗と
して表し、筆圧1、筆圧2、筆圧3として説明する。
【0015】本回路は、これらの筆圧値をそれぞれ8ビ
ットのデジタル値に変換した合計24ビットの情報をタ
ブレット側に返すことができるようになっている。図5
は回路図中a〜iに示した各部の波形を示したものであ
る。これらの図を用いて以下にその動作を説明する。
【0016】図4中、401はコイル、402はコンデ
ンサでこれらは図示しないタブレットからの電波の周波
数に共振した共振回路403を構成しており、タブレッ
トからの電波aを受信すると誘導電圧bを発生する。共
振回路403にはスイッチ404が接続されており制御
信号iによって共振回路の共振状態を制御できるように
構成されている。
【0017】また、共振回路403にはダイオード40
5、抵抗406、コンデンサ407、およびバッファア
ンプ408とからなる第1の検波回路が接続されてい
る。この第1の検波回路において、その出力信号cがタ
ブレットからの電波aが第1の所定時間(本実施例で
は、50μS)以上継続して受信された場合に発生する
ように抵抗406およびコンデンサ407とで構成され
る積分回路の時定数が決められている。
【0018】413はDフリップフロップ、414は抵
抗、415はコンデンサでこれらはワンショットモノマ
ルチ回路を構成しており、前記第1の検波回路の出力信
号cの立ち上がり時刻から一定時間幅の信号dを発生す
る。
【0019】また、共振回路403にはダイオード40
9、抵抗410、コンデンサ411、およびバッファア
ンプ412とからなる第2の検波回路が接続されてい
る。この第2の検波回路において、その出力信号eがタ
ブレットからの電波aが第2の所定時間(本実施例で
は、700μS)以上継続して受信された場合に発生す
るように抵抗410およびコンデンサ411とで構成さ
れる積分回路の時定数が決められている。
【0020】416は第1の圧力センサーである可変抵
抗、417はコンデンサ、418はインバーターアン
プ、419はアンドゲートでこれらの回路により可変抵
抗416で設定される筆圧1に応じてパルス幅が変化す
る信号fを得る。即ち、加えられる圧力が大きいほど信
号fのパルス幅は小さくなる。
【0021】420はカウンターでそのクロック端子は
カップリングコンデンサー421をを介して共振回路4
03に接続されている。カウンター420には信号fが
接続されており、筆圧1に応じて変化する信号fのパル
ス幅の期間だけ共振回路403に発生する高周波信号の
波の数を計数して8ビットのデジタル値Q0〜Q7として
出力する。ただし、カウンター420はリセット状態
(信号fがロウレベルの時)ではオール1を出力し、ク
ロックが入力されるごとに出力が1づつ減少する減算カ
ウンターである。また、256回クロックが入力されて
出力がオール0となった後さらにクロックが入力されて
もこれを受け付けないようになっている。カウンター4
20を以上のようなものとすることにより、荷重がかけ
られていない時にはオール0を出力し、荷重が大きい程
Q0〜Q7の出力には大きい値が現れ、ある大きさ以上
の荷重がかけられると Q0〜Q7の出力はオール1とな
る。
【0022】422は第2の圧力センサーである可変抵
抗、423はコンデンサ、424はインバーターアン
プ、425はアンドゲートでこれらの回路により可変抵
抗422で設定される筆圧2に応じてパルス幅が変化す
る信号gを得る。426は420と同様なカウンターで
そのクロック端子はカップリングコンデンサー421を
を介して共振回路403に接続されている。カウンター
426には信号gが接続されており、筆圧2に応じて変
化する信号gのパルス幅の期間だけ共振回路403に発
生する高周波信号の波の数を計数して8ビットのデジタ
ル値Q0〜Q7として出力する。
【0023】427は第3の圧力センサーである可変抵
抗、428はコンデンサ、429はインバーターアン
プ、430はアンドゲートでこれらの回路により可変抵
抗427で設定される筆圧3に応じてパルス幅が変化す
る信号hを得る。431は420と同様なカウンターで
そのクロック端子はカップリングコンデンサー421を
を介して共振回路403に接続されている。カウンター
431には信号hが接続されており、筆圧3に応じて変
化する信号hのパルス幅の期間だけ共振回路403に発
生する高周波信号の波の数を計数して8ビットのデジタ
ル値Q0〜Q7として出力する。
【0024】432はパラレルシリアル変換回路でその
クロック入力端子にはワンショットモノマルチ回路の出
力信号dが接続されており、カウンター420から出力
される筆圧1をデジタル化した8ビットデータ、カウン
ター426から出力される筆圧2をデジタル化した8ビ
ットデータ、およびカウンター431から出力される筆
圧3をデジタル化した8ビットデータの合計24ビット
のデジタルデータを信号dの立ち上がりタイミングごと
に順次出力する。この出力信号はさらにアンドゲート4
33を通ることにより信号dが発生している期間のみ出
力する信号iが得られる。この信号iによってスイッチ
404が開閉制御されることにより、タブレット側では
筆圧1をデジタル化した8ビットデータ、筆圧2をデジ
タル化した8ビットデータ、および筆圧3をデジタル化
した8ビットデータの合計24ビットのデジタルデータ
が受信信号の有無として現れる。即ち制御信号iが”
0”のときにはタブレット側で信号が検出され、制御信
号iが”1”のときにはタブレット側で信号が検出され
ない。このようにして位置指示器に設けられた3つの圧
力センサーへの加重がタブレット側で検出される。
【0025】図6は本発明による位置指示器の第2の実
施例の筆圧検出部分の回路図を示すもので、その他の部
分の回路構成や外観等の構成は第1実施例と同じであ
る。第1実施例では3つの圧力センサーへの加重をそれ
ぞれデジタル化して合計24ビットのデータを返信する
ようにしていたが、第2実施例では、3つの圧力センサ
ーへ加えられる加重が最も大きい圧力センサーから変換
されたデータのみを返信するようにしている。
【0026】図6において、図4と同一部分は同一番号
で示す。第1の圧力センサー416、コンデンサ41
7、バッファアンプ601によって筆圧1に応じて立ち
上がり時刻が変化する信号が得られる。第2の圧力セン
サー422、コンデンサ423、バッファアンプ602
によって筆圧2に応じて立ち上がり時刻が変化する信号
が得られる。第3の圧力センサー427、コンデンサ4
28、バッファアンプ603によって筆圧3に応じて立
ち上がり時刻が変化する信号が得られる。604はこれ
ら3つの検出回路の出力のうち最も早く立ち上がったタ
イミングを検出するためのNORゲートである。これら
の構成により3つの圧力センサーへ加えられる加重のう
ち最も大きい値に相当するタイミングをNORゲート6
04より出力し、さらにカウンター420によって8ビ
ットのデジタル値に変換している。
【0027】605はエンコーダーであり、3つのクロ
ック入力CK1〜CK3のうちどれが一番早く立ち上が
ったかを検出してQ0、Q1として出力する。この2ビッ
トの出力信号はパラレルシリアル変換回路432に入力
されることにより3つの圧力センサーのうちどれに加重
がかけられたかをタブレット側に返信する。
【0028】なお、前述した実施例ではペン先部分に加
えられる側面圧のみを検出するようにしているが、これ
らの構成に加えて従来のようなペン軸方向の圧力を検出
する圧力センサーを設けてこれを併せて検出するように
しても良い。
【0029】
【発明の効果】本発明によれば、ペン先部分にペン軸に
対して直角方向からの圧力を検出する側面圧検出手段を
設けたため、ペンを大きく傾けても筆圧を検出すること
ができる。
【0030】また、ペン軸に対して複数方向からの圧力
をそれぞれに検出する複数個の側面圧検出手段をペン先
部分に設けたため、ペンを傾けた際の傾斜方向を検出し
てそれによって入力する色を替えるなどの応用に用いる
ことができる。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成9年1月16日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による位置指示器の第1の実施例を示
す切り欠き図
【図2】 圧力センサーの構造を示す図
【図3】 電極板の電極パターンの例を示した図
【図4】 実施例1の電気回路図
【図5】 図4中a〜iに示した各部の波形を示した図
【図6】 本発明による位置指示器の第2の実施例の筆
圧検出部分の回路図
【符号の説明】 401 コイル 402 コンデンサ 403 共振回路 404 スイッチ 405 ダイオード 406 抵抗 407 コンデンサ 408 バッファアンプ 409 ダイオード 410 抵抗 411 コンデンサ 412 バッファアンプ 413 Dフリップフロップ 414 抵抗 415 コンデンサ 416 第1の圧力センサーである可変抵抗 417 コンデンサ 418 インバーターアンプ 419 アンドゲート 420 カウンター 421 カップリングコンデンサ 422 第2の圧力センサーである可変抵抗 423 コンデンサ 424 インバーターアンプ 425 アンドゲート 426 カウンター 427 第3の圧力センサーである可変抵抗 428 コンデンサ 429 インバーターアンプ 430 アンドゲート 431 カウンター 432 パラレルシリアル変換回路 433 アンドゲート 601 バッファアンプ 602 バッファアンプ 603 バッファアンプ 604 NORゲート 605 エンコーダー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金田剛典 埼玉県北埼玉郡大利根町豊野台2丁目510 番地1株式会社ワコム内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 位置検出装置に用いるペン形状の位置指
    示器において、 ペン軸に対して直角方向からの圧力を検出する側面圧検
    出手段を先端部に設けたことを特徴とする位置指示器。
  2. 【請求項2】 前記側面圧検出手段として、感圧導電材
    料と電極とで構成したことを特徴とする請求項1記載の
    位置指示器。
  3. 【請求項3】 ペン軸に対して複数方向からの圧力をそ
    れぞれに検出する複数個の側面圧検出手段を先端部に設
    けたことを特徴とする請求項1または2記載の位置指示
    器。
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