JPS6233618B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の技術分野） 本発明は平面状の入力面の任意の点を筆記具や
スタイラス等で押圧することにより、その点の二
次元座標をコンピユータ等へ入力する装置に関
し、特に抵抗体シート上に生じた電圧値を基に座
標データを得る入力装置に関する。

（従来技術とその問題点） 抵抗体シートを用いた二次元座標入力装置は、
コードつきのペンを必要としない安価で操作性の
良い入力装置として注目されている。

ところがこの入力装置は、大面積の抵抗体シー
トで形成された入力面内の１点の電圧を測定する
ことから、人間の手などからの誘導ノイズによ
り、出力される座標値が変動するという欠点があ
つた。このため、入力面を構成する抵抗体膜の上
下に、絶縁層を介してシールド電極を設けること
で人体からの誘導ノイズを防ぐことが考えられ
た。しかしながらシールド電極を設けると、抵抗
体膜とシールド電極間の静電容量のために、Ｘ，
Ｙの座標検出モードを切換えるアナログスイツチ
を所望のモードに切換えた後に観測される過渡応
答の波形が、軽い筆圧でペンを移動させた時に生
ずる抵抗体膜の接点の接触抵抗の変動に大きく依
存することになつた。このため出力される座標
は、人体の影響を受けないながらも、軽い筆圧で
ペンを移動させた時の接触抵抗の変動によつて、
予期しない不連続な座標値が出力されることがあ
つた。

そこで、従来はこの対策として予期しない座標
値が得られた時に、それを除外することで安定し
た座標値を出力させるようにしていた。

斯る従来構成一例を第１図を用いて説明する
と、座標入力装置は同図に示したように、抵抗体
シート１、電流源２、アナログスイツチ３、差動
増幅器４、AD変換器５、ペン検出回路６、主演
算制御装置７′、インタフエース回路８から成つ
ている。

上記構成において、Ｘ，Ｙの座標データを得る
までの動作を次に説明する。

まず、アナログスイツチ３をＸ座標検出側に設
定し、一定時間（例えば、抵抗体と電極間容量に
よる時間遅れや、アナログスイツチ３や差動増幅
器４の応答時間によつて決まる値）経過した後、
AD変換器５によつて抵抗体から得られたＸ座標
に対応するアナログ電圧をデイジタルデータに変
換し、該データは主演算制御装置７′のデータ収
集回路９に送出されて、データ収集回路９におい
てはデータをデマルチプレクサ１０を介してXO
レジスタ１１に保持する。次にアナログスイツチ
３をＹ座標検出側に切換え、上記と同様にしてＹ
座標に相当するデータがYOレジスタ１２に収納
される。

一方、主演算制御装置７′のデータ処理回路１
３では得られたデータを必要な分解能に変換した
り、該データ処理回路１３中のペンステータスレ
ジスタ１４の値を、IOポート２１、シーケンス
制御回路１９を介して供給されるペン検出回路６
の出力に応じて設定し、後段のインタフエース回
路８へデータを送出する。このデータ処理回路１
３では、すでに送出したデータをレジスタ
XPRIV、YPRIV１５，１６に保持しており、新
しい座標データが、X0，Y0レジスタ１１，１２
に収納されると、座標間距離判別回路１７が、
X0，Y0レジスタ１１，１２とレジスタXPRIV、
YPRIV１５，１６に収納されたデータとの差
（距離）を、あらかじめ許容範囲として設定した
値と比較し、もし許容範囲以内ならばレジスタ
XPRIV、YPRIV１５，１６にX0，Y0レジスタ１
１，１２の最新データを転送し、有効な座標とし
て出力する。しかし筆圧が軽いなどの要因で正確
なアナログ電圧が得られなかつた場合には、即
ち、X0，Y0レジスタ１１，１２のデータとレジ
スタXPRIV，YPRIV１５，１６のデータとの距
離が設定値を越えた場合には、X0，Y0レジスタ
１１，１２の最新データは座標ノイズであるとし
て無効にし、ノイズを除去するようになつてい
る。

しかしながら上記構成においては、Ｘ，Ｙ各々
の座標検出モードにアナログスイツチ３を設定し
て一定時間経過後に盲目的にAD変換を行ない座
標データを得ていたために、（座標値としてのノ
イズ判定のみに頼らざるを得ず）完全なアナログ
電圧レベルでのノイズ判定は行なえなかつた。従
つて、２点の座標間の距離比較でのみノイズ判定
を行なうため、ノイズを強く抑えて確実性を高め
ざるを得ず、ために入力可能なペン速度を制限す
るものであつた。また、距離の判定では、常に前
回有効として送出した座標と距離で判定している
ために、一時的にペン速度が速くなり、ノイズと
判定された場合に、ペンを最後に有効となつた押
圧点に近づけるか、ペンをいつたん持ち上げるか
しないと次の有効座標が得られず、操作性を悪く
していた。

（発明の目的） 従つて、本発明の目的とするところは、ペンの
筆圧の軽い時などに生ずる不安定状態に起因する
座標のノイズを除去し、常に安定な座標データを
出力できる装置を提供することにある。また本発
明の他の目的とするところは、ペンが一時的に許
容範囲を越えた速度で動かされたときに、いつた
ん座標ノイズと判定されても、その後再び許容範
囲内の速度に戻つた時にはただちに座標データを
出力可能にし、操作性の向上をはかることにあ
る。

（発明の概要） 本発明は上記目的を達成するため、Ｘ，Ｙ座標
に対応した電圧値をそれぞれ複数個サンプリング
し、Ｘ，Ｙ座標毎にサンプリングされた各データ
のうち、それぞれ少くとも２個のデータの偏差が
所定の許容変動範囲にあるか否かを判断すると共
に、引き続き略同一押圧点のＸ，Ｙ座標を同様に
サンプリングして偏差が許容変動範囲にあるかを
判断し、両者のデータが共に許容される時のみ、
先のデータと最近のデータとを比較・判定して有
効と判定した時最新のデータを出力するようにし
たものである。

（発明の実施例） 以下、本発明の詳細を第２図以降に示した実施
例によつて説明する。

第２図は実施例の座標入力装置の概要を示して
おり、該座標入力装置は図示のように、抵抗体シ
ート１、電流源２、アナログスイツチ３、差動増
幅器４、AD変換器５、ペン検出回路６、主演算
制御装置７、それにインターフエース回路８から
成つている。上記主演算制御装置７の内部をさら
に詳細に表わしたものが第３図であり、同図に示
すように主演算制御装置７の内部には、過渡応答
監視・データ収集回路１８、座標距離判定回路１
７、データ処理回路１３、シーケンス制御回路１
９等が用意されている。また、この各回路１３，
１７，１８，１９は更にそれぞれ後述する機能手
段（回路）をもつているが、これは以下の動作説
明から明らかとなろう。

今初期状態においては、抵抗体シート１に何の
入力もなく、シーケンス制御回路１９のペンフラ
グ２０はリセツトされており、このような状態か
らペン入力があると、ペン検出回路６よりＩ／Ｏ
ポート２１を経てシーケンス制御回路１９に信号
が送られ、次に示す一連のデータ収集シーケンス
がスタートする。

上記信号の供給によりシーケンス制御回路１９
では、まずペンフラグ２０の状態を判定するが、
ペンフラグ２０がリセツトされているのでメイン
フラグ２２がリセツトされる。メインフラグ２２
がリセツトされるとシーケンス制御回路１９は、
過渡応答監視・データ収集回路１８のトランジエ
ントフラグ２３をリセツトし、過渡応答監視・デ
ータ収集回路１８に起動をかけて１回めのデータ
収集を行なわせる。即ち、アナログスイツチ３を
Ｘ座標検出側に切換え、約0.9msec経過した後
に、ｎ回のAD変換を連続して行ない、AD変換器
５により得られたデジタルデータは、最大値・最
小値判断回路２４を通じ介して必要に応じて
MAXレジスタ２５、MINレジスタ２６にセツト
される。その一方でｎ回のサンプリングデータは
加算器２７により総和がとられSUMレジスタ２
８に保持される。この総和がとられたあとSUM
レジスタの内容は、デマルチプレクサ１０により
X0レジスタ１１に移される。他方、ｎ回サンペ
リングデータの最大値と最小値は、減算回路２９
によてその差が求められ比較回路３０により設定
値と比較され、その差が許容変動範囲内にあるか
否か、換言するならサンプリングデータが安定し
た信頼性のあるものかどうかが判定される。

即ち、第４図は実際のアナログ電圧波形との対
応を示し、図中、波形３４はAD変換器の入力端
子で観測される電圧波形である。

いま、時刻０でアナログスイツチ３をＸ座標検
出モードに切換えたあと、所定の時間td経過後、
図中３５で示したタイミングで連続して少なくと
も２回のAD変換によるサンプリングを行なう。
その一連のサンプリング値（図中黒丸で表わした
各点）の最大値と最小値の差が、斜線の帯３６で
示した設定値の範囲内に収まつているときは、抵
抗体シート１の接触状態は安定であると判定され
る。しかし第５図に示したように抵抗体シート１
の接触状態が不安定なために最大値と最小値との
差が設定値３６の範囲を越えてしまつた場合に
は、座標ノイズの原因となるため、後続の処理の
ために、過渡応答監視・データ収集回路１８はそ
のトランジエントフラグ２３をセツトする。

次にアナログスイツチ３をＹ座標検出側に切換
えれば、上記と同様にしてY0レジスタに収納す
るデータ１２が得られ、また、最大値と最小値と
の差が許容範囲外であれば、トランジエントフラ
グ２３がセツトされる。

上記トランジエントフラグ２３は、シーケンス
制御回路１９側内からのみリセツトできるように
なつており、過渡応答監視・データ収集回路１８
ではリセツトできないようになつている。従つ
て、Ｘ座標検出時もしくはＹ座標検出時どちらか
一方でも過渡応答が不安定であると、トランジエ
ントフラグ２３がセツトされるため、データ収集
回路１８において、Ｘ座標検出、Ｙ座標検出の一
連の動作が終了した後にトランジエントフラグ２
３をチエツチするようにしてもよい。

そして、上述したように比較回路３０がサンプ
リングしたデータの差が許容範囲外であるとし
て、トランジエントフラグ２３をセツトした場合
は、シーケンス制御回路１９のリジエクト制御回
路３１に制御が移される。リジエクト制御回路３
１は、トランジエントフラグ２３を立てる原因と
なつた不安定な状態が一過性のものであるかを判
断し、必要に応じて全体のシーケンスをコントロ
ールする。

以上のように過渡応答監視・データ収集回路１
８の一連の動作終了後、トランジエントフラグ２
３がセツトされていなければ、X0，Y0レジスタ
１１，１２内のデータはほぼ正確なデータである
ことが保証される。

然る後、シーケンス制御回路１９内でメインフ
ラグ２２の状態がチエツクされ、これがセツトさ
れていない時には、X0，Y0レジスタ１１，１２
内のデータをそれぞれX1レジスタ３２、Y1レジ
スタ３３へ転送しメインフラグをセツトした後、
再び前記同様トランジエントフラグ２３をリセツ
トし過渡応答監視・データ収集回路１８に起動を
かけ、２回めのデータ収集を行なわせる。

２回めのデータ収集によつて再びほぼ正確なデ
ータがX0，Y0レジスタ１１，１２にセツトされ
ると、メインフラグ２２のチエツクが行なわれ
る。そして、X1，Y1レジスタ３２，３３に前回
収集した信頼に足る正確なデータがすでに保持さ
れている場合には、メインフラグ２２がセツトさ
れているので、この場合は、制御が、X0，Y0レ
ジスタ１１，１２をX1，Y1レジスタ３２，３２
との内容、即ち座標データの判定手段たる距離判
別回路１７に移される。この距離の演算には公知
の適宜の手段が用いられ、算出されたX0，Y0レ
ジスタ１１，１２のデータとX1，Y1レジスタ３
２，３３のデータとの差即ち、最新の座標データ
と前回収集の座標データの差である２点間の距離
は、距離判別回路１７により設定値と比較され
る。もし、この距離が設定値よりも大きい場合
は、シーケンス制御回路１９により１回めのデー
タ収集に制御が移される。反対に距離が設定値以
内に入つている場合には、X0，Y0レジスタ１
１，１２に保持されているデータ、すなわち最新
のデータを真のデータとしてデータ処理回路１３
へ送出する。

データ処理回路１３では必要に応じてデータの
平滑処理を行ない後段のインタレエース回路８に
データを送出すると共に、ペンフラグ２０のセツ
ト、リセツトを行なう。こうして正確な座標デー
タが出力されるとメインフラグ２２がセツトさ
れ、シーケンス制御回路１９により、動作は次の
データ収集処理ルーチンに戻る。

従つて、直前にペンダウン状態の正確な座標デ
ータが出力されていたとすると、上記の如くメイ
ンフラグ２２がセツトされているので、今度はた
だちに２回めのデータ収集ルーチンへ移ることと
なる。すなわち、この場合には新しい座標データ
がX0，Y0レジスタ１１，１２にセツトされる
と、ただちに座標間距離判定回路１７が動作する
ことになる。これによつてペンの移動が安定に続
いている時には、常に前回の有効座標との距離で
判断するため、１回のサンプリングで済むことに
なり、変換速度が低下するということはない。

一方、ただちに２回めのデータ収集ルーチンに
移つても、その時点で抵抗体シート１の接触が不
安定なために、トランジエントフラグ２３がセツ
トされることがある。このような時には、シーケ
ンス制御回路１９はある適当なタイミングでトラ
ンジエントフラグがセツトされていることを検知
し、メインフラグをクリアして以後のデータ収集
を１回めのデータ収集として制御シーケンスをコ
ントロールするようになつている。こうすること
によつて、例えば何らかの条件でペンが許容され
る速度を越えて動かされた場合に、サンプリング
した座標点が直前に有効として送出した座標点か
ら設定値以上離れたために無効となつても、ペン
速度が許容範囲内に戻つた時点で、直ちに、再び
有効座標を出力することが可能となる。

（発明の効果） 以上詳述したように本発明によれば、軽い圧力
でペン入力が行なわれた場合にも、常に正確で安
定した座標のみを出力することが可能となる。ま
た、ペンが一時的に許容される速度を越えて動か
され、サンプリングされた座標が無効として出力
されなくとも、その後許容範囲内の速度に戻つた
時点で、再び直ちに有効な座標を出力することが
できるため、操作性を向上させることが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の実施例のブロツク図、第２図は
本発明による実施例の大まかなブロツク図であ
り、第３図は動作の説明のための詳細なブロツク
図、第４図及び第５図は回路中で観測される電圧
の波形を表わした図である。 図において３はアナログスイツチ、５はAD変
換器、７は主演算制御装置、１９はシーケンス制
御装置、１７は座標間距離判定回路である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 抵抗体シート上の押圧点のＸ，Ｙ座標にそれ
   ぞれ対応した電圧値を出力する座標入力手段と、
   該座標入力手段のＸ，Ｙ座標に対応した電圧値を
   択一交番的に出力させるスイツチング手段と、前
   記Ｘ，Ｙ座標に対応した電圧値をそれぞれ複数個
   サンプリングしてなるデータを収納する記憶手段
   と、前記サンプリングされた各々のデータのうち
   少くとも２個のデータの偏差が所定の許容変動範
   囲にあるか否かを判断する比較手段と、前記スイ
   ツチング手段の切換えにより略同一押圧点のＸ，
   Ｙ座標の電圧値をそれぞれ複数回サンプリングし
   て前記記憶手段に新らたに取込ませる制御手段と
   を備え、該新らたに取込まれたＸ，Ｙ座標毎の各
   データのうち少くとも２個のデータの偏差が所定
   の許容変動範囲にあるか否かを前記比較手段によ
   つて判断させ、最新のデータと前回のデータとが
   共に許容範囲内にある時にのみ、最近に取込まれ
   たデータと前回取込まれた値のＸ，Ｙ座標の累積
   値をＸ，Ｙ座標毎に判別手段によつて比較させ、
   該判定手段による判定が所定の許容変動範囲にあ
   る時のみ最近のデータを出力させるようにしたこ
   とを特徴とする入力装置。