JPH07104908A - 座標入力装置におけるスイッチ情報伝達手段 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】座標入力装置における入力ペンのスイッチ情報
を確実容易に伝達する。 【構成】入力ペン２の内部に正弦波と矩形波等の異なる
波形と周波数切り換えが可能な信号発生器５，６を配置
し、受信側のスイッチ情報検出回路１２では波形、周波
数の弁別手段を配置する。 【効果】タブレット電極線に印加する入力ペンからの搬
送波に正弦波や矩形波等を用いて周波数を切り換えるた
め、受信側でのスイッチ情報の判別が容易になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はワイヤレス型入力ペンを
使用する座標入力装置に関し、更に詳細には入力ペンの
スイッチ情報の伝達手段に関すものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ワイヤレス型入力ペンを使用する
静電容量結合方式の座標入力装置の入力ペンのスイッチ
情報の伝達は、入力ペンからタブレットに信号を印加す
る場合、入力ペン内部の交番信号発生器の矩形波発振周
波数を可変し先端の被覆された導電軸よりタブレット電
極線に印加する。タブレットのＸ軸及びＹ軸電極線では
等価的に分布定数を形成しているため、矩形波が積分さ
れ正弦波に近くなる。各々の電極線から検出された正弦
波は増幅されて矩形波に波形整形した後、マイクロプロ
セッサにより予め定められた期間に対する矩形波の数を
カウントして周波数を決定し、スイッチ情報を判断して
いた。

【０００３】また、他の方法としては各々の電極線から
検出された正弦波を増幅しＦＭ復調し直流信号にした
後、コンパレ−タ−の基準電圧と比較してマイクロプロ
セッサでＡ／Ｄ変換しスイッチ情報として判断してい
た。この時、入力ペン内部の交番信号発生器の矩形波発
振器は、図４、図５、図６等の回路が部品点数が少なく
ロ−コストなため多く採用されており、スイッチ情報の
伝達はスイッチＯＮ時に並列に接続されるコンデンサの
合成容量により周波数を可変していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のワイヤレス型入
力ペンの交番信号発生器では、図４、図５の様にペンス
イッチの情報として発振器の充放電用のコンデンサ２
５、２６の合成容量の値を大きくしていくことにより周
波数を可変していた。しかしワイヤレス型入力ペンでは
発振器の電源として電池を使用しなければならず、電池
の容量寿命により徐々に発振器に供給される電源電圧は
降下していき、それにともなって発信周波数が小さくな
るので安定性が良くない。すなわち電源電圧の変動によ
り周波数が可変されてしまい受信側のスイッチ情報を判
断するマイクロプロセッサあるいはコンパレ−タの基準
電圧に対して周波数の変動が大きな誤差として現れ、ス
イッチ情報を伝達することは難しくなることがある。

【０００５】そこで上記問題を解決するため、レギュレ
タ−等により入力ペン内部発振器に供給する電源電圧を
安定化する方法があるが、ペン内部基板の実装面積の拡
大、レギュレ−タ使用に必要な電源電圧確保のための電
池個数の増加等が問題になる。

【０００６】また、別の方法として図６の様に電源電圧
に周波数が影響されない回路が考えられているが、図７
の特性の様に周波数の可変範囲が狭帯域でありセラミッ
ク振動子の基本周波数のバラツキがあると、回路を実際
にいくつか製作した場合、異なるスイッチ情報にも関わ
らず別々の回路で周波数がクロスオ−バ−することがあ
り（ａ点）図４、図５の回路と同様、スイッチ情報の伝
達が困難な場合がでてくる。結果として、周波数を可変
するだけの回路ではスイッチ情報に対する周波数の安定
性が良くないため、マウス機能として４つのスイッチ情
報を伝達することは困難な場合がある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述した従来
の問題点を解決するためになされたもので、Ｘ軸及びＹ
軸座標軸に沿って配設された複数の電極線を有するタブ
レットと、該タブレットの各電極線とそれぞれ静電容量
結合するワイヤレス型入力ペンとを有する座標入力装置
において、前記入力ペン内部に矩形波等の異なる波形と
周波数切り換えが可能な交番信号発生器と、前記タブレ
ットのスイッチ情報検出回路では波形、周波数の弁別手
段を有する座標入力装置におけるスイッチ情報伝達手段
を提案するものである。

【０００８】

【作用】本発明では、タブレット電極線に印加する入力
ペンからの搬送波に正弦波や矩形波等を用いて周波数を
切り換えるため、受信側でのスイッチ情報の判別が容易
になる。

【０００９】

【実施例】本発明を添付図面を参照して説明する。図１
は本発明を適用した座標入力装置の電気的ブロック構成
図を示す。参照符号１は送信手段、参照符号２は送信手
段１を内蔵した入力ペン。参照符号３は受信手段で、参
照符号４は受信手段３と接続されたタブレットである。
送信手段１には矩形波発生器５と正弦波発生器６があ
り、それぞれがスイッチ７により切り換えられる。ま
た、スイッチ８は矩形波発生器５あるいは正弦波発生器
６の周波数切り換え用のスイッチである。この送信手段
１から生成された矩形波、正弦波の搬送波信号が入力ペ
ン２からタブレット４のＸ軸側電極線９、Ｙ軸側電極線
１０に印加される。

【００１０】信号受信手段３は信号受信用タブレット４
のＸ軸側電極線９、Ｙ軸側電極線１０を順次切り換えて
位置情報検出回路１１、スイッチ情報検出回路１２にそ
れぞれスイッチ１３、１４を介して接続される。この
時、Ｘ軸側電極線９、Ｙ軸側電極線１０の動作はタブレ
ットコントロ−ル１５で制御される。また、位置情報検
出回路１１ではフィルタ−１６、増幅器１７、検波器１
８と接続され、制御回路２３に含まれる図示しないアナ
ログ−デジタル変換器に接続される。スイッチ情報検出
回路１２ではフィルタ−１９、増幅器２０、波形整形器
２１と接続され、制御回路２３に含まれる図示しないカ
ウンタ−に接続される。増幅器１７から接続される波形
整形器２２も同様に制御回路２３のカウンタ−に接続さ
れる。

【００１１】次に実際の動作について説明する。入力ペ
ン２内部の送信手段１にはスイッチ７、８があり、この
二つのスイッチの組み合わせでスイッチ情報を決めてい
る。初期状態でスイッチ７、８ともオフにすると入力ペ
ン２からは搬送波として、ある一定の周波数ｆ（図２
Ａ）の矩形波がタブレット４のＸ軸側電極線９、Ｙ軸側
電極線１０に順次印加される。受信手段３で検出される
信号はスイッチ１４を介してフィルタ−１９に伝えられ
る。フィルタ−１９に入力される信号はタブレット電極
線で形成される分布定数回路により図２Ｂの様な波形に
なる。ここで、矩形波をフ−リエ級数に展開すると、 ４ｃ／π｛ｓｉｎｘｔ＋（ｓｉｎ３ｘｔ／３）＋（ｓｉ
ｎ５ｘｔ／５）＋・・｝ となるので（図３）、矩形波の検出には基本波以外の高
調波を検出する必要がある。（正弦波の検出には、基本
波であるｓｉｎｘを対象とするため）また、タブレット
電極線の分布定数回路を単純に考えると積分回路の集ま
りであることがわかり、その特性から高周波になればな
るほど振幅の減衰量が大きくなる。これを上記の式で考
えると第２項の第一高調波の振幅が他の周波数成分より
も大きいので、タブレット電極線での減衰量が最も小さ
く検出が可能であると考えられる。

【００１２】上述の理由でフィルタ−１９は矩形波の３
倍の周期である、第一高調波で共振するバンドパスフィ
ルタ−（以下ＢＰＦと記す）とする。フィルタ−１９を
通過した信号は増幅記２０で増幅された後波形整形器２
１で再び矩形波にされ（図２Ｃの周波数３ｆ）矩形波の
数から制御回路２３のカウンタで周波数を決定する。こ
れで入力ペン２のスイッチ７、８がオフの状態を判断す
る。

【００１３】次に入力ペン２のスイッチ７はオフ、スイ
ッチ８がオンの時、コンデンサ２４が矩形波発生器５に
接続されるため、入力ペン２はスイッチ７、８がオフの
ときより若干低い周波数（ｆ−△ｆ）の矩形波を搬送波
として出力する（図２Ａ）。検出された信号は上述した
流れと同様に処理され、整形された矩形波の周波数が
｛３（ｆ−△ｆ）｝となり矩形波の数から制御回路２３
のカウンタで周波数を決定する。これで入力ペン２のス
イッチ７がオフ、スイッチ８がオンの状態を判断する。
また、フィルタ−１６は周波数帯域が広いＢＰＦである
ため、周波数３ｆ、３（ｆ−△ｆ）の波形を通過させる
ことができる。

【００１４】次に入力ペン２のスイッチ７がオン、スイ
ッチ８がオフの時、入力ペン２は周波数ｆの正弦波を搬
送波（図２Ａ）としてタブレット４のＸ軸側電極線９、
Ｙ軸側電極線１０に信号を印加する。受信手段３で検出
される信号はスイッチ１３を介して位置情報検出回路１
１のフィルタ−１６、増幅器１７と接続され波形整形器
２２で周波数ｆの矩形波（図２Ｃ）となり矩形波の数か
ら制御回路２３のカウンタで周波数を決定する。これで
入力ペン２のスイッチ７がオン、スイッチ８がオフの状
態を判断する。位置情報検出に関しては本発明の要旨で
はないので、詳細な説明は省略する。フィルタ−１６は
周波数ｆを中心に共振するＢＰＦである。

【００１５】次に入力ペン２のスイッチ７、８がオンの
時、入力ペン２は周波数ｆより若干低い周波数（ｆ−△
ｆ）の正弦波を搬送波として出力する（図２Ａ）。検出
された信号は上述した流れと同様に処理され整形された
矩形波の周波数がｆ−△ｆとなり矩形波の数から制御回
路２３のカウンタで周波数を決定する。これで入力ペン
２のスイッチ７、８がオンの状態を判断する。尚、搬送
波は検出可能であれば矩形波と正弦波に限定されない

【００１６】

【発明の効果】本発明では、タブレット電極線に印加す
る入力ペンからの搬送波に正弦波と矩形波を用いて周波
数を切り換えるため、受信側でのスイッチ情報の判別が
容易になるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明を適用した座標入力装置の電気的ブロ
ック構成図

【図２】 送信、受信及び検出信号波形図

【図３】 矩形波を構成する各波形図

【図４】 従来の第１発振回路

【図５】 従来の第２発振回路

【図６】 従来の第３発振回路

【図７】 周波数変動特性図

【符号の説明】

１ 送信手段 ２ 入力ペン ３ 受信手段 ４ タブレット ５ 矩形波発生器 ６ 正弦波発生器 ７ スイッチ ８ スイッチ ９ Ｘ軸側電極線 １０ Ｙ軸側電極線 １１ 位置情報検出回路 １２ スイッチ情報検出回路 １３ スイッチ １４ スイッチ １５ タブレットコントロ−ル １６ フィルタ− １７ 増幅器 １８ 検波器 １９ フィルタ− ２０ 増幅器 ２１ 波形整形器 ２２ 波形整形器 ２３ 制御回路 ２４ コンデンサ ２５ コンデンサ ２６ コンデンサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｘ軸及びＹ軸座標軸に沿って配設された
   複数の電極線を有するタブレットと、該タブレットの各
   電極線とそれぞれ静電容量結合するワイヤレス型入力ペ
   ンとを有する座標入力装置において、前記入力ペン内部
   に矩形波等の異なる波形と周波数切り換えが可能な交番
   信号発生器と、前記タブレットのスイッチ情報検出回路
   では波形、周波数の弁別手段を有することを特徴とする
   座標入力装置におけるスイッチ情報伝達手段。