JPH10240423A - 座標入力装置 - Google Patents

座標入力装置

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JPH10240423A
JPH10240423A JP5832797A JP5832797A JPH10240423A JP H10240423 A JPH10240423 A JP H10240423A JP 5832797 A JP5832797 A JP 5832797A JP 5832797 A JP5832797 A JP 5832797A JP H10240423 A JPH10240423 A JP H10240423A
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JP
Japan
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coordinate
detector
axis
input device
fundamental wave
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Application number
JP5832797A
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English (en)
Inventor
Koichiro Katabami
康一郎 方波見
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Pentel Co Ltd
Original Assignee
Pentel Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 座標盤を使用した座標入力装置の信号レベル
の検出効率向上を図る。 【解決手段】 静電容量結合方式または電磁結合方式の
座標入力装置において、座標盤の発信電極の駆動信号と
信号レベルを検出するアナログスイッチによるAM検波
器の駆動信号として、矩形波の代わりにデューティ比
0.47以下の連続パルスを使用する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、静電容量結合方式
または電磁結合方式の座標入力装置に関し、特にセンサ
ー導体の信号レベルを検出するためにアナログスイッチ
によるAM検波器を使用するものに関する。
【0002】
【従来の技術】従来の本技術分野の座標入力装置は、座
標盤の発信電極が矩形波または正弦波で駆動され、AM
検波器のアナログスイッチは発信電極駆動信号に位相同
期した矩形波で駆動されるものであった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】座標盤(タブレット)
を使用した座標入力装置の信号検出の効率向上を図るも
のである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は如上の課題に鑑
みなされたもので、静電容量結合方式または電磁結合方
式の座標入力装置であって、X軸用及びY軸用発信電極
を配設した座標盤と、前記発信電極から発する電気信号
をセンスするセンサー導体を有する座標指示具と、該座
標指示具からの電気信号の基本波を通す基本波フィルタ
と、該基本波フィルタの出力する正弦波の電圧レベルを
検出するアナログスイッチによるAM検波器と、該AM
検波器の出力を入力するA/Dコンバータと、装置全体
を制御する制御部とからなり、前記発信電極を駆動する
連続パルスと前記AM検波器のアナログスイッチを駆動
するゲートパルスが共に同一のデューティ比0.25乃
至0.47の連続パルスであること、あるいは前記発信
電極は矩形波または正弦波で駆動され、前記AM検波器
のアナログスイッチを駆動するゲートパルスは前記矩形
波または正弦波に位相同期したデューティ比0.47以
下の連続パルスである座標入力装置を提案するものであ
る。
【0005】
【作用】連続パルスのデューティ比を変えると、その基
本波成分の振幅が変わり、またAM検波の効率も変わる
が、反比例して変わるわけではなく、総合的な検出レベ
ルの増加する範囲がある。
【0006】
【発明の実施の形態】本装置は座標盤の発信電極を駆動
する信号及びAM検波器のアナログスイッチを駆動する
ゲートパルスが共に同一のデューティ比0.25乃至
0.47の連続パルスである、あるいは発信電極が矩形
波または正弦波で駆動され、AM検波器のアナログスイ
ッチを駆動するゲートパルスはデューティ比0.47以
下の連続パルスであることにより、検出信号のレベル計
測を行うものである。
【0007】
【実施例】以下本発明の詳細を添付図を参照して説明す
る。図1は本発明の座標入力装置の要部構成図である。
座標入力を行う場合、座標指示ペン2(以下ペン2と略
す)の先端が座標盤(タブレット)1の盤面上にある
時、座標盤1上におけるペン2の先端の座標を読み取
る。先ず静電容量結合方式の場合で説明すると、制御部
13の制御により、座標盤1に配設されたそれぞれY軸
方向及びX軸方向に平行な発信電極4、4、・・・、
4、5、5、・・・、5へX軸及びY軸用発信電極駆動
部6及び7を介して連続状電気パルスが順次印加され
る。
【0008】従来は矩形波(連続パルスのデューティ比
が0.5の場合に相当)または正弦波で発信電極4、
4、・・・、5、5、・・・を駆動していた。同じレベ
ル(P−P値)の矩形波と正弦波とを比べると、矩形波
の基本波成分の方が約1.27倍多く有利である事と、
矩形波の方が作り易い事から矩形波で駆動する装置がほ
とんどであった。本装置はデューティ比が0.5以下の
(0.25〜0.47の)連続状パルスで発信電極4、
・・・、5、・・・を駆動している。
【0009】X軸方向の座標読み取りについて説明する
と、座標盤1内に配設されたX軸用各発信電極4、4、
・・・、4とペン2の先端のセンサー導体3との間に
は、小容量ではあるが静電容量(結合容量)が存在し、
この結合容量を介して、X軸用各発信電極4、4、・・
・4のパルス信号がセンサー導体3へそれぞれ伝わる。
各X軸用発信電極4は1個づつ駆動され、且つパルス周
期に比し充分に長い時間駆動されるので、実効上、連続
パルスによる駆動と見なす事ができる。センサー導体3
は、その近くに位置するX軸用発信電極4からの連続パ
ルス信号をより強くセンスする。
【0010】センサー導体3がセンスした連続パルス信
号は基本波フィルタ8へ印加される。連続パルスの波形
31とその基本波成分波形32を図3に示す。連続パル
ス31の基本波成分32はデューティ比によりレベルが
変化するが、フーリエ級数により計算できて、そのグラ
フ化したものを図2に示す。縦軸は連続パルス31の波
高を1.0とした時の基本波成分32の振幅(P−P値
はこの2倍)である。デューティ比0.5付近は、デュ
ーティ比が変わっても、基本波成分の振幅はさほど変わ
らない点は注目すべき事である。実際に連続パルスのデ
ューティ比を変えてスペクトラムアナライザで観測した
が、図2に示す曲線と一致した。
【0011】基本波フィルタ8の役目は第1に、必要帯
域外の外来ノイズを除去するためであり、第2に、セン
サー導体3のセンスする信号は結合容量が小さいため、
基本波成分より高調波成分を多くセンスし、波形歪みが
生じ易い事による、レベル検出のエラーを防止するため
でもある。発信電極4、・・・から基本波フィルタ8ま
での回路がリニア(線形)であるため、信号の基本波成
分への高調波成分による悪影響はない。基本波フィルタ
8の出力は増幅器9へ印加され、信号増幅される。図3
の波形31は図1の要部構成図におけるA点及びゲート
パルス信号線12のゲートパルス波形に相当し、波形3
2はB点の信号波形に相当する。
【0012】制御部13は、各発信電極4、4、・・
・、4を順次駆動したそのタイミングとB点の信号レベ
ルの大小関係及びレベル差から、ペン2の先端がどの発
信電極4、4間にあるか、また発信電極4、4間の補間
をも行い、座標盤1上のX座標を判断する。次に、Y軸
用各発信電極5、5、・・・が駆動され、X軸と同様の
手法でY座標が求まる。従ってB点の信号レベルを正確
に計測することは、精度よい座標判定のために大変重要
である。
【0013】B点の正弦波の信号レベルを直接に精度よ
く計測する事は現状では困難を伴うため、AM検波によ
りDC化して計測している。不要信号を直交検波により
効果的に除去できる事は、本願出願人の出願になる特願
平6−287464号(特開平8−123607号に開
示してあり、利点が多いことからアナログスイッチを使
用したAM検波器10が従来から多く利用されている。
【0014】図3を参照してAM検波器10の動作を説
明する。AM検波器10内のアナログスイッチにより、
B点波形32の内の、ゲートパルス波形31がハイレベ
ルの時のみのレベル(図3の網目部)が、AM検波器1
0の平滑コンデンサに、平均値として伝わる。ゲートパ
ルス波形31のデューティ比により、AM検波器10の
検波効率は変化しその特性を図4に示す。従来はゲート
パルス波形31に矩形波(連続パルスのデューティ比が
0.5の場合に相当)を使用していたが、図4からも分
かる様に効率良い使用法ではなかった。図4の縦軸は、
最大効率の点を1.0としている。
【0015】本装置は発信電極4、4、・・・4、5、
5、・・・、5を駆動する連続パルスとAM検波器10
のアナログスイッチを駆動するゲートパルスを、同一の
連続パルス波形31で駆動しているので、図2と図4の
特性が相乗的に作用する。その総合効率(検出レベル増
加率)を図5にグラフで示す。縦軸目盛は、従来の矩形
波(連続パルスのデューティ比が0.5の場合に相当)
の時のレベルを基準としたものである。
【0016】図5から分かる様に、連続パルス31のデ
ューティ比が0.25〜0.47の間で従来の矩形波に
比し明らかに信号検出レベルが向上している。信号検出
レベルの向上(検出効率の向上)は精度良い座標判定に
有利である事は言うまでもない。AM検波器10の出力
はA/Dコンバータ11に印加し、数値化され、制御部
13で数値処理される。
【0017】次に電磁結合方式での座標入力を行う場合
について略述する。動作の大要は前述の静電容量結合方
式と同様であるが、座標盤1からペン2への信号の伝達
方式が異なり、次に述べる互いのコイル間の電磁誘導結
合により信号伝達を行っている。その場合は図1のX軸
用発信電極4、4、・・・4及びY軸用発信電極5、
5、・・・、5の、発信電極駆動部6及び7側でない方
の端部が、図1中の点線で示す様に2本づつ接続してあ
り、各2本毎の発信電極4、4等及び5、5等で各1個
のループコイル(1ターンコイル)を構成している。
【0018】またペン2の先端のセンサー導体3はコイ
ルとして巻回してある。各ループコイルとしての4、4
・・・及び5、5、・・・はX軸用及びY軸用発信電極
駆動部6及び7により、順次駆動され磁力線を順次発生
する。この磁力線をペン2の先端のセンサー導体3(コ
イル)が検出し電流または電圧として(ペン2内で信号
増幅される場合が多い)基本波フィルタ8へ印加され
る。その他は静電容量結合方式の場合と同様の手法で座
標判定する。この電磁結合方式でも、発信電極4、4、
・・・、5、5、・・・を駆動する連続パルスとAM検
波器10のアナログスイッチを駆動するゲートパルスが
同一波形31である場合は、やはり図5と全く同じ特性
となる。ここまでの説明は座標指示をペン2で行う例で
あったが、形状はペンでもマウス形状でもカーソル形状
でも良い
【0019】次に、発信電極4、・・・、5、・・・は
矩形波または正弦波で駆動され、AM検波器10のアナ
ログスイッチはデューティ比0.47以下の連続パルス
で駆動される場合について説明する。この場合、制御部
13は矩形波または正弦波と、それに位相同期した連続
パルスの両方を発生する必要があるけれども、図4の特
性の最大効率となるデューティ比(0.0を除く)を選
ぶこともできるが、デューティ比0.47以下で従来よ
り明らかにAM検波効率の向上がある。
【0020】座標盤1の発信電極は、必ずしも格子状に
配設される必要性はなく、例えば、抵抗性薄膜の発信電
極の場合は1個の発信電極をX軸用及びY軸用に共用で
きて、その場合でも上述の連続パルスのデューティ比に
よる効率向上がある。
【0021】
【発明の効果】信号検出の効率向上により、従来より精
度よい座標検出ができた。また電気回路の増幅度をより
低くすることができて、システムの安定性も向上した。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本装置の要部構成図
【図2】 連続パルスのデューティ比による基本波成分
の変化グラフ
【図3】 連続パルスとその基本波成分と本装置のAM
検波の説明図
【図4】 連続パルスのデューティ比によるAM検波効
率の変化グラフ
【図5】 連続パルスのデューティ比による総合効率の
変化グラフ
【符号の説明】
1 座標盤(タブレット) 2 座標指示ペン 3 センサー導体 4 X軸用発信電極 5 Y軸用発信電極 6 X軸用発信電極駆動部 7 Y軸用発信電極駆動部 8 基本波フィルタ 9 増幅器 10 AM検波器 11 A/Dコンバータ 12 ゲートパルス信号線 13 制御部 31 連続パルス波形(座標盤1の各発信電極の信号形
及びゲートパルス信号線12の信号波形) 32 連続パルス波形31の基本波成分(正弦波)波形 A 信号点A B 信号点B

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 静電容量結合方式または電磁結合方式の
    座標入力装置であって、X軸用及びY軸用発信電極を配
    設した座標盤と、前記発信電極から発する電気信号をセ
    ンスするセンサー導体を有する座標指示具と、該座標指
    示具からの電気信号の基本波を通す基本波フィルタと、
    該基本波フィルタの出力する正弦波の電圧レベルを検出
    するアナログスイッチによるAM検波器と、該AM検波
    器の出力を入力するA/Dコンバータと、装置全体を制
    御する制御部とからなり、前記発信電極を駆動する連続
    パルスと前記AM検波器のアナログスイッチを駆動する
    ゲートパルスが共に同一のデューティ比0.25乃至
    0.47の連続パルスであることを特徴とする座標入力
    装置。
  2. 【請求項2】 静電容量結合方式または電磁結合方式の
    座標入力装置であって、X軸用及びY軸用発信電極を配
    設した座標盤と、前記発信電極から発する電気信号をセ
    ンスするセンサー導体を有する座標指示具と、該座標指
    示具からの電気信号の基本波を通す基本波フィルタと、
    該基本波フィルタの出力する正弦波の電圧レベルを検出
    するアナログスイッチによるAM検波器と、該AM検波
    器の出力を入力するA/Dコンバータと、装置全体を制
    御する制御部からなり、前記発信電極は矩形波または正
    弦波で駆動され、前記AM検波器のアナログスイッチを
    駆動するゲートパルスは前記矩形波または正弦波に位相
    同期したデューティ比0.47以下の連続パルスである
    ことを特徴とする座標入力装置。
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