【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】コンピュータに指定した位置
を入力するためのいわゆるデータタブレットとかデジタ
イザと呼ばれる装置に関し、コンピュータやゲーム機、
テレビ等の電子機器一般の操作器としても使用される位
置指示装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device called a data tablet or a digitizer for inputting a designated position to a computer.
The present invention relates to a position pointing device that is also used as a general operation device for electronic devices such as a television.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、このような位置指示装置として、
静電結合方式のタブレットが知られている。例えば、昭
和５０年特許出願公開第８８９４０号、昭和５０年特許
出願公開第１０４８３７号に開示されるものがある。2. Description of the Related Art Conventionally, as such a position pointing device,
2. Description of the Related Art An electrostatic coupling type tablet is known. For example, there are those disclosed in Japanese Patent Application Publication No. 88940/1985 and Japanese Patent Application Publication No. 104837/1985.
【０００３】その従来技術について簡単に説明すると、
図６に示すように、２つの電極線群、すなわち、Ｘ電極
線群９１０、Ｙ電極線群９２０を直交させたパターン面
の各電極に制御部９７０から所定のタイミングで順次走
査電位を与え、位置指示器９６０に設けられた電極に誘
導される電位の変化を検出電極線９８０を介して走査電
位のタイミングとともに制御部９７０内の記憶手段に順
次取り込む。Ｘ電極線群９１０またはＹ電極線群９２０
のうちの走査電位の与えられた電極線と位置指示器９６
０に設けられた電極との間の距離が近いほど静電結合が
強く大きな誘起電圧が発生するのでＸ電極線群９１０を
構成する複数の電極線のうちのいずれに走査電位を与え
たときにピークが得られたか、Ｙ電極線群９２０を構成
する複数の電極線のうちのいずれに走査電位を与えたと
きにピークが得られたかにより、座標読取面（Ｘ電極線
群９１０とＹ電極線群９２０とがなす平面）上のどの位
置を位置指示器９６０が指示しているかを２次元直交座
標（Ｘ，Ｙ）の組として得ることができる。位置指示装
置はこのようにして位置指示器の指示位置を検出して外
部機器（多くの場合、パソコン等のコンピュータ機器）
に出力するものである。[0003] Briefly describing the prior art,
As shown in FIG. 6, a scanning potential is sequentially applied from the control unit 970 at a predetermined timing to each electrode on the pattern surface in which the two electrode line groups, that is, the X electrode line group 910 and the Y electrode line group 920 are orthogonalized, The change in the potential induced on the electrode provided on the position indicator 960 is sequentially taken into the storage means in the control unit 970 together with the timing of the scanning potential via the detection electrode line 980. X electrode line group 910 or Y electrode line group 920
Of the electrode lines to which the scanning potential is applied and the position indicator 96
When the scanning potential is given to any one of the plurality of electrode lines constituting the X electrode line group 910, the closer the distance between the scanning electrode and the electrode provided at 0 is, the stronger the electrostatic coupling is and the larger the induced voltage is generated. The coordinate reading surface (the X electrode line group 910 and the Y electrode line 910) depends on whether the peak is obtained or which of the plurality of electrode lines constituting the Y electrode line group 920 receives the scanning potential. Which position on the plane formed by the group 920) is indicated by the position indicator 960 can be obtained as a set of two-dimensional orthogonal coordinates (X, Y). The position pointing device detects the position indicated by the position pointing device in this way, and external devices (in many cases, computer devices such as personal computers).
Is output to
【０００４】[0004]
【解決しようとする課題】しかしながら、このような静
電結合方式のタブレットは位置指示器から制御部に検出
された電位を伝達するためのケーブルが必要となり、操
作するときにこのケーブルが手にからんだりして、操作
性が悪いという問題がある。また、最近ウィンドウズ９
５（ウィンドウズ９５は米国マイクロソフト社の商標）
に代表されるユーザインタフェースを備えたノート型パ
ソコンでは、なんらかの位置指示装置を内蔵する必要が
生じるが、このような静電結合方式のタブレットはこの
ケーブルの問題により組込む事が難しい。However, such an electrostatic coupling type tablet requires a cable for transmitting the electric potential detected from the position indicator to the control unit, and this cable must be held in hand when operating. There is a problem that the operability is poor. Also recently Windows 9
5 (Windows 95 is a trademark of Microsoft Corporation, USA)
In a notebook personal computer having a user interface typified by the above, it is necessary to incorporate some kind of position pointing device, but it is difficult to incorporate such an electrostatic coupling type tablet due to the problem of the cable.
【０００５】本発明の目的は、位置指示器にケーブルの
不要なタブレットを実現し操作性を向上させることにあ
り、また、ノート型パソコンに組込むのにも最適なタブ
レットを提供することにある。[0005] It is an object of the present invention to provide a tablet which does not require a cable for a position indicator to improve operability and to provide a tablet which is most suitable for being incorporated in a notebook personal computer.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく、
本発明に係る位置指示装置は、コンピュータに接続して
指定した位置を入力するのに使用する位置指示装置であ
って、所定の間隙を隔てて平行に位置する二つの導電パ
ターン面と、該二つの導電パターン面の間に位置して自
由に移動でき、その位置により該二つの導電パターン面
間の静電結合状態を変化させる、導電移動物体と、前記
二つの導電パターン面の間の静電結合状態を検出するこ
とにより、前記導電移動物体の位置を検出して、その位
置データを該コンピュータに入力する制御部と、前記導
電移動物体を磁気吸引力により前記導電パターン面の外
側から動かす手段を備えた操作つまみとを備える。Means for Solving the Problems In order to solve the above problems,
The position pointing device according to the present invention is a position pointing device used to input a designated position by connecting to a computer. The position pointing device includes two conductive pattern surfaces that are parallel to each other with a predetermined gap therebetween. A conductive moving object, which can move freely between two conductive pattern surfaces and changes the electrostatic coupling state between the two conductive pattern surfaces depending on the position, and an electrostatic force between the two conductive pattern surfaces. A control unit for detecting a position of the conductive moving object by detecting a coupling state and inputting the position data to the computer; and a means for moving the conductive moving object from outside the conductive pattern surface by magnetic attraction And an operation knob provided with.
【０００７】また、前記二つの導電パターン面を構成す
る導電パターンはそれぞれが互いに平行に張られた導電
ライン群から構成され、前記二つの導電パターン面は、
該導電ライン群が前記二つの導電パターン面の相互の間
で直交するように配置されるのが望ましい。The conductive patterns forming the two conductive pattern surfaces are each formed of a conductive line group extending in parallel with each other, and the two conductive pattern surfaces are
It is preferable that the conductive lines are arranged so as to be orthogonal to each other between the two conductive pattern surfaces.
【０００８】さらに、前記導電移動物体は永久磁石に導
電メッキを施したものであるのが好ましい。Further, it is preferable that the conductive moving object is formed by applying a conductive plating to a permanent magnet.
【０００９】また、前記操作つまみに永久磁石を備える
のがよい。It is preferable that the operation knob is provided with a permanent magnet.
【００１０】さらにまた、前記二つの導電パターンの外
側にシールド導電層を備えることが望ましい。It is preferable that a shield conductive layer is provided outside the two conductive patterns.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ、発明者
が最良と思う本発明の実施の形態について説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The preferred embodiments of the present invention that the inventor considers best will be described below with reference to the drawings.
【００１２】図１は、本発明に係る位置指示装置のセン
サ部の構造と回路部とを示す図である。FIG. 1 is a diagram showing the structure of a sensor unit and a circuit unit of a position pointing device according to the present invention.
【００１３】本発明に係る位置指示装置のセンサ部は、
主にプリント基板Ａ、プリント基板Ｂ、スペーサ１３
０、導電メッキしたマグネット１５０、操作つまみ１６
０からなる部分である。The sensor unit of the position pointing device according to the present invention comprises:
Mainly printed circuit board A, printed circuit board B, spacer 13
0, conductive plated magnet 150, operation knob 16
It is a part consisting of zero.
【００１４】回路部は、主に発振器２２０、Ｘ電極選択
マルチプレクサ２３１、Ｙ電極選択マルチプレクサ２３
２、アンプ２４０、レベル検出回路２５０、マイクロコ
ントローラ２１０からなる部分である。The circuit section mainly includes an oscillator 220, an X electrode selection multiplexer 231, and a Y electrode selection multiplexer 23.
2, a part including an amplifier 240, a level detection circuit 250, and a microcontroller 210.
【００１５】プリント基板Ａは、基板１１１上の片側に
（図２に示すような、等間隔ピッチの互いに平行な導線
群からなる）Ｘ電極群パターン１１０がプリントされた
ものである。Ｘ電極群パターン１１０のプリントが施さ
れるのとは反対の側にはシールドパターン１１２が施さ
れる。シールドパターン１１２としては、いわゆるベタ
アース（座標読取面全体をカバーするように一様にハン
ダを載せたもの）または、メッシュアース（網の目状の
もの）が用いられる。メッシュアースの具体的な形状と
しては、縦横の編み目からなり、そのピッチがＸ電極群
パターン１１０及びＹ電極群パターン１２０と同一であ
り、前記Ｘ電極群パターン１１０及び後述するＹ電極群
パターン１２０とちょうど重なり合うごとくに（または
ちょうど２分の一ピッチずつずらして位置するように）
プリントされる。The printed circuit board A has an X electrode group pattern 110 printed on one side of the substrate 111 (consisting of a group of parallel conductive wires at an equal pitch as shown in FIG. 2). A shield pattern 112 is provided on the side opposite to the side on which the X electrode group pattern 110 is printed. As the shield pattern 112, a so-called solid earth (one on which solder is uniformly placed so as to cover the entire coordinate reading surface) or a mesh earth (mesh-like one) is used. The specific shape of the mesh ground is formed of vertical and horizontal stitches, the pitch of which is the same as that of the X electrode group pattern 110 and the Y electrode group pattern 120. Just as if they overlap (or are just shifted by half a pitch)
Printed.
【００１６】メッシュアースの他の形状としては、Ｘ電
極群パターン１１０、Ｙ電極群パターン１２０のピッチ
のちょうど半分のピッチの網の目形状として、２本に１
本がちょうどＸ電極群パターン１１０またはＹ電極群パ
ターン１２０と重なり合うごとくにプリントすることも
できる。As another shape of the mesh ground, a mesh shape having a pitch exactly half the pitch of the X electrode group pattern 110 and the Y electrode group pattern 120 is used.
It is also possible to print the book just as it overlaps with the X electrode group pattern 110 or the Y electrode group pattern 120.
【００１７】プリント基板Ａは両面基板として構成する
ことができる。また、片面基板を２枚重ねることも可能
である。シールドパターンをメッシュアースではなく、
ベタアースにて構成する場合には、両面基板（銅箔にエ
ッチングを施してパターンを構成するタイプのもの）の
裏面にプリントせずに銅箔を全面に残してベタアースを
構成することができる。また、片面基板を用いてその裏
側に金属板を張り合わせることも可能である。The printed board A can be configured as a double-sided board. Also, two single-sided substrates can be stacked. The shield pattern is not mesh ground,
In the case of using a solid earth, a solid earth can be formed by leaving the copper foil on the entire surface without printing on the back surface of a double-sided substrate (a type that forms a pattern by etching a copper foil). It is also possible to use a single-sided substrate and attach a metal plate to the back side.
【００１８】シールドパターン１１２の作用は、外部の
静電気をＸ電極群パターン１１０及びＹ電極群パターン
１２０に拾わせないように静電界を遮断することにあ
る。この作用においては、シールドパターン１１２と、
シールドパターン１２２とは共通であるが、シールドパ
ターン１１２の場合は、特に操作つまみ１６０を表面シ
ート１１３の上で移動（摺動）させた場合に生じ得る静
電気を遮断することの意味がある。シールドパターン１
１２とシールドパターン１２２とは共にアース（接地）
される。The function of the shield pattern 112 is to block an electrostatic field so that external static electricity is not picked up by the X electrode group pattern 110 and the Y electrode group pattern 120. In this operation, the shield pattern 112 and
Although the shield pattern 122 is common, the shield pattern 112 has the meaning of shutting off static electricity which may be generated particularly when the operation knob 160 is moved (slid) on the top sheet 113. Shield pattern 1
12 and the shield pattern 122 are both grounded (grounded)
Is done.
【００１９】表面シート１１３は、この位置指示装置の
外観を構成する部分であり、操作者のよく目にする部分
であるから美観を整えるべく、プラスティックシート、
ビニールシート等が用いられ得るが、表面シート１１３
の上で操作つまみ１６０を操作者が動かした際にそれら
の間で余分な静電気のノイズを発生しないような材料が
選ばれるのが好ましい。The top sheet 113 is a part that constitutes the appearance of the position pointing device, and is a part that the operator often sees.
A vinyl sheet or the like may be used,
It is preferable to select a material that does not generate extra static noise between the operation knobs 160 when the operator moves the operation knobs on the operation knobs.
【００２０】プリント基板Ｂは、基板１２１の表側にＹ
電極群パターン１２０（図２に示すように、等間隔ピッ
チの平行な導線群からなり、Ｘ電極群パターン１１０と
は、互いに直交する方向に配置される）をプリントし、
裏側にシールドパターン１２２をプリントしたものとし
て構成される。プリント基板Ｂが両面基板または片面２
層基板として構成され得ること、シールドパターン１２
２がいわゆるベタアースまたはメッシュアースとして構
成可能なこと、ベタアースの場合はプリントではなく１
枚の導電板でもよいこと、等はプリント基板Ａと同様で
ある。The printed circuit board B is provided with a Y
An electrode group pattern 120 (as shown in FIG. 2, formed of parallel conductive lines at equal pitches and arranged in a direction orthogonal to the X electrode group pattern 110),
The shield pattern 122 is printed on the back side. Printed circuit board B is double-sided or single-sided 2
That the shield pattern 12 can be configured as a layer substrate.
2 can be configured as a so-called solid earth or mesh earth.
It is the same as the printed circuit board A that a single conductive plate may be used.
【００２１】プリント基板Ｂがプリント基板Ａと異なる
のは、表面シートがないことである。本発明に係る位置
指示装置は多くの場合、ノート型パソコン等の入力装置
として組み込まれて用いられるため、プリント基板Ｂの
裏側には特に美観を保つ部材を要しないからである。な
お、ノート型パソコン等の機器に組み込まれずに、独立
の装置として構成される場合には、プリント基板Ｂの裏
側には筐体が配置されることになる。The printed board B differs from the printed board A in that there is no top sheet. This is because the position pointing device according to the present invention is often incorporated and used as an input device of a notebook computer or the like, so that a member for maintaining a beautiful appearance is not required on the back side of the printed circuit board B. In the case of being configured as an independent device without being incorporated in a device such as a notebook personal computer, a housing is disposed on the back side of the printed circuit board B.
【００２２】プリント基板Ａとプリント基板ＢとをＸ電
極群パターン１１０とＹ電極群パターン１２０とが互い
に向き合うようにスペーサ１３０を介して近接させる。
スペーサ１３０は所定間隔の間隙１４０を設けるための
ものであり、剛性の部材をもって構成される。その間隙
１４０には導電メッキを施したマグネット（導電移動物
体）１５０を置く。The printed circuit board A and the printed circuit board B are brought close to each other via the spacer 130 such that the X electrode group pattern 110 and the Y electrode group pattern 120 face each other.
The spacer 130 is for providing a gap 140 at a predetermined interval, and is formed of a rigid member. In the gap 140, a magnet (conductive moving object) 150 provided with conductive plating is placed.
【００２３】導電メッキを施したマグネット１５０は、
外部から（プリント基板Ａの上からプリント基板Ａを隔
てて働く力をもって）移動させることが可能な導電移動
物体であれば足りる。例えば、操作つまみ１６０にマグ
ネット（永久磁石）１６１を設けて、操作つまみ１６０
を表面シート１１３上で動かせば永久磁石同士の引力に
より導電メッキを施したマグネット１５０が間隙１４０
の中で座標読取面に沿って動かすことができる。The magnet 150 with the conductive plating is:
A conductive moving object that can be moved from outside (with a force acting on the printed circuit board A from above the printed circuit board A) is sufficient. For example, a magnet (permanent magnet) 161 is provided on the operation knob 160, and the operation knob 160
Is moved on the topsheet 113, the magnets 150, which have been subjected to conductive plating by the attraction of the permanent magnets, cause the gaps 140 to be formed.
Can be moved along the coordinate reading surface.
【００２４】永久磁石による引力を用いるには、双方と
も永久磁石の場合だけでなく、片方が永久磁石であり、
他方を強磁性金属により構成することも可能である。双
方とも永久磁石にする場合は、磁石の極性（Ｎ極か、Ｓ
極か）に留意して組立する必要があるが、一方を強磁性
金属にする場合は、その必要がなくなる。In order to use the attractive force of the permanent magnet, not only the case where both are permanent magnets, but also the case where one is a permanent magnet,
The other can be made of a ferromagnetic metal. If both are permanent magnets, the polarity of the magnet (N pole or S pole)
It is necessary to pay attention to the poles, but if one is made of a ferromagnetic metal, it is not necessary.
【００２５】操作つまみ１６０の側に組み込む金属を永
久磁石にした場合には、操作者が誤って操作つまみ１６
０をフロッピーディスク等に近接させることによりフロ
ッピーディスクに磁気的に記録された電子データを破壊
させてしまうリスクがある。したがって、プリント基板
Ａとプリント基板Ｂとの間隙にはさむ導電移動物体１５
０を導電メッキしたマグネットとし、操作つまみ１６０
に組み込むマグネット１６１を永久磁石ではなく、強磁
性金属により構成するのが、携帯型パソコンに組み込む
位置指示装置を構成するのには適当であると考えられ
る。If the metal to be incorporated on the side of the operation knob 160 is a permanent magnet, the operator may erroneously operate the operation knob 16.
There is a risk that electronic data magnetically recorded on the floppy disk may be destroyed by bringing 0 close to a floppy disk or the like. Therefore, the conductive moving object 15 inserted in the gap between the printed circuit board A and the printed circuit board B
0 is a conductive-plated magnet, and operation knob 160
It is considered that forming the magnet 161 to be incorporated into the portable personal computer with a ferromagnetic metal instead of a permanent magnet is suitable for configuring a position pointing device to be incorporated into a portable personal computer.
【００２６】導電メッキしたマグネット１５０は、円盤
状（直径よりも厚くない厚さのドラヤキ形状または直径
よりも高くない高さの円筒形状）の永久磁石の表面に例
えば銅をメッキしたものであり、現在のメッキ技術で容
易に作製することができる。尤も、メッキせずに円筒形
状のケースの中に永久磁石をはめ込むことによっても同
様のものをつくることができる。The conductive-plated magnet 150 is a disk-shaped (drayaki shape having a thickness not thicker than a diameter or a cylindrical shape having a height not higher than a diameter) plated with, for example, copper on the surface of a permanent magnet. It can be easily manufactured by current plating technology. However, the same thing can be made by fitting a permanent magnet into a cylindrical case without plating.
【００２７】スペーサ１３０が所定の間隙１４０を設け
るとは、導電メッキしたマグネットを操作つまみ１６０
により動かしたときスムーズに動かせるだけの間隙であ
り、しかも、導電メッキしたマグネット１５０の厚さ
（または高さ）よりも大きすぎない間隙であることを意
味する。間隙１４０があまりに大きすぎると導電メッキ
したマグネットが向きを変えて転がることにより操作つ
まみによるコントロールが不能になるリスクや、座標検
出に影響を与えることが考えられるから好ましくない。The provision of the predetermined gap 140 by the spacer 130 means that a conductive-plated magnet is operated by the operation knob 160.
This means that the gap is such that it can be moved smoothly when it is moved, and is not too larger than the thickness (or height) of the conductive-plated magnet 150. If the gap 140 is too large, it is not preferable because the conductive-plated magnet changes its direction and rolls, thereby making it impossible to perform control using the operation knob and affecting coordinate detection.
【００２８】導電メッキを施したマグネット１５０と操
作つまみ１６０内のマグネット（または強磁性体金属）
１６１とがサンドイッチ状のプリント基板の外側から磁
気吸引力により引き合うことは、内部の移動電極１５０
を電極パターンの外側の操作つまみ１６０で移動させる
という機能をまず第一に有する。それのみならず、副次
的に他の二つの働きをも果たすものである。すなわち、
第二には、操作つまみ自身がタブレットの傾斜や揺れ、
振動により操作つまみ１６０を操作していない時に操作
つまみ１６０が動くのを防ぐこと、第三にいわゆるノー
ト型パソコンのようなポータブル機器に内蔵した場合の
操作つまみ１６０の紛失を防ぐことである。The magnet 150 (or ferromagnetic metal) in the operation knob 160 with the conductive plating applied to the magnet 150
161 is attracted by magnetic attraction from the outside of the sandwich-like printed circuit board.
Is moved by the operation knob 160 outside the electrode pattern. Not only that, but they also perform the other two functions. That is,
Second, the control knob itself tilts and shakes the tablet,
The third object is to prevent the operation knob 160 from moving when the operation knob 160 is not operated due to vibration, and thirdly to prevent the operation knob 160 from being lost when the operation knob 160 is built in a portable device such as a so-called notebook computer.
【００２９】本発明に係る位置指示装置の回路部につい
て説明する。The circuit section of the position pointing device according to the present invention will be described.
【００３０】図１に描くマイクロコントローラ２１０
は、本発明に係る位置指示装置の制御・処理（マルチプ
レクサの切替、信号レベルの記憶、座標算出処理等）を
司る回路であり、マイクロプロセッサや最小限の記憶回
路を含む部分である。半導体メーカからマイクロコント
ローラとして供給される周知の既製品を使うことが可能
である。The microcontroller 210 depicted in FIG.
Is a circuit for controlling and processing (switching the multiplexer, storing the signal level, calculating the coordinates, etc.) of the position pointing device according to the present invention, and is a portion including a microprocessor and a minimum storage circuit. It is possible to use a known off-the-shelf product supplied as a microcontroller from a semiconductor manufacturer.
【００３１】発振器２２０は、Ｘ電極選択マルチプレク
サ２３１を介してＸ電極群パターン１１０（を構成する
複数の導線のうちのいずれか一つ）に走査電位を与え
る。Ｘ電極選択マルチプレクサ２３１は発振器２２０の
出力をＸ電極群パターン１１０を構成する複数の導線の
うちのいずれの導線に供給するかを切り替えるための切
替手段であって、マイクロコントローラ２１０の制御を
受けて機能する。The oscillator 220 supplies a scanning potential to the X electrode group pattern 110 (any one of the plurality of conductive lines) via the X electrode selection multiplexer 231. The X-electrode selection multiplexer 231 is switching means for switching which of the plurality of conductors constituting the X-electrode group pattern 110 is supplied with the output of the oscillator 220, and is controlled by the microcontroller 210. Function.
【００３２】Ｘ電極群パターン１１０を構成する複数の
導線（Ｘ電極）のうちの一つに走査電位が供給される
と、走査電位が供給されたＸ電極と導電メッキしたマグ
ネット（導電移動物体）１５０との間で静電結合がなさ
れる。すると、導電移動物体１５０には誘起電圧が生じ
る。さらに、導電移動物体１５０とＹ電極群パターン１
２０を構成する複数の導線（Ｙ電極）のうちの一つ一つ
との間にも静電結合がなされる。その結果、Ｙ電極にも
誘起電圧が生じる。これらの誘起電圧の大きさは導電移
動物体１５０が座標読取領域内のいずこにあるかに依存
する量である。すなわち、Ｘ電極と導電移動物体との間
の静電結合により導電移動物体に生ずる誘起電圧の大き
さは、そのＸ電極と導電移動物体との間の距離が近けれ
ば近いほど大きい。また、導電移動物体とＹ電極との間
の静電結合によりＹ電極に生ずる誘起電圧の大きさは、
その導電物体とＹ電極との間の距離が近ければ近いほど
大きい。When a scanning potential is supplied to one of a plurality of conductors (X electrodes) constituting the X electrode group pattern 110, the X electrode supplied with the scanning potential and a conductive-plated magnet (conductive moving object) Electrostatic coupling is made between the first and second electrodes 150. Then, an induced voltage is generated in the conductive moving object 150. Further, the conductive moving object 150 and the Y electrode group pattern 1
Electrostatic coupling is also performed between each of the plurality of conductive wires (Y electrodes) constituting the semiconductor device 20. As a result, an induced voltage is also generated at the Y electrode. The magnitude of these induced voltages is an amount depending on where the conductive moving object 150 is located in the coordinate reading area. In other words, the magnitude of the induced voltage generated in the conductive moving object due to the electrostatic coupling between the X electrode and the conductive moving object increases as the distance between the X electrode and the conductive moving object decreases. Also, the magnitude of the induced voltage generated at the Y electrode due to the electrostatic coupling between the conductive moving object and the Y electrode is:
The smaller the distance between the conductive object and the Y electrode, the larger the distance.
【００３３】Ｙ電極の一つ一つに誘起電圧が生じると書
いたが、厳密に言えばＹ電極に生ずるのは誘導起電力で
ある。Ｙ電極の一方の端はＹ電極選択マルチプレクサ２
３２に接続されている。Ｙ電極選択マルチプレクサ２３
２は、マイクロコントローラ２１０の制御を受けて順
次、Ｙ電極の一つ一つと接続される。Ｙ電極選択マルチ
プレクサ２３２の出力は、アンプ２４０に接続されてい
る。したがって、誘導起電力の生じたＹ電極のうちＹ電
極選択マルチプレクサ２３２を介してアンプ２４０に接
続されたものに関しては、その誘導起電力は誘導電圧と
してアンプ２４０により所定の増幅をされることにな
る。アンプ２４０により増幅された信号はレベル検出回
路２５０に供給される。レベル検出回路２５０により検
出されたレベルの大きさはマイクロコントローラ２１０
により取り込まれて一旦蓄えられた後処理される。後述
するプロセスにより二次元直交座標（Ｘ，Ｙ）の組が算
出され、本発明に係る位置指示装置の外部機器（パソコ
ン等）に出力される。It has been described that an induced voltage is generated in each of the Y electrodes. Strictly speaking, what is generated in the Y electrode is an induced electromotive force. One end of the Y electrode is a Y electrode selection multiplexer 2
32. Y electrode selection multiplexer 23
2 are sequentially connected to each of the Y electrodes under the control of the microcontroller 210. The output of the Y electrode selection multiplexer 232 is connected to the amplifier 240. Therefore, among the Y electrodes in which the induced electromotive force has occurred, those connected to the amplifier 240 via the Y electrode selection multiplexer 232, the induced electromotive force is amplified by the amplifier 240 as an induced voltage by a predetermined amount. . The signal amplified by the amplifier 240 is supplied to the level detection circuit 250. The magnitude of the level detected by the level detection circuit 250 is
And stored once and then processed. A set of two-dimensional orthogonal coordinates (X, Y) is calculated by a process described later, and is output to an external device (a personal computer or the like) of the position pointing device according to the present invention.
【００３４】従来の静電結合方式のタブレットではＸ電
極群パターンとＹ電極群パターンの距離が近いので各電
極群の干渉が問題となるが、本発明のものでは間隙１４
０の分だけ各電極群間の距離が離せるので比較的干渉が
少なくて済む。In the conventional electrostatic coupling type tablet, since the distance between the X electrode group pattern and the Y electrode group pattern is short, interference between the respective electrode groups poses a problem.
Since the distance between the electrode groups can be increased by 0, relatively little interference is required.
【００３５】また、電極群の外側から磁気吸引力（交番
磁界ではなく静磁界）を使って移動電極を動かすので、
電極群全体をいわゆるベタアースによりシールドするこ
とができる（交番磁界では渦電流の発生のためベタアー
スの使用が難しい）。発明者が最もよいと思う実施形態
は両面プリント基板（全面に銅箔を設けて、エッチング
によりパターンを設けるタイプのもの）を使用して片方
の銅箔面全体をシールドとして使用するものである。こ
のことにより、外部の静電ノイズの影響を受けにくいタ
ブレットを実現できる。Also, since the movable electrode is moved from outside the electrode group using a magnetic attraction force (static magnetic field instead of alternating magnetic field),
The entire electrode group can be shielded by a so-called solid earth (it is difficult to use a solid earth in an alternating magnetic field due to the generation of eddy current). The preferred embodiment of the present invention is to use a double-sided printed circuit board (a type in which a copper foil is provided on the entire surface and a pattern is formed by etching) and one copper foil surface is used as a shield. This makes it possible to realize a tablet that is less susceptible to external electrostatic noise.
【００３６】図２は、Ｘ電極群パターン１１０とＹ電極
群パターン１２０との一例を示す図である。図２の例で
は、Ｘ電極群パターン１１０もＹ電極群パターン１２０
もそれぞれが複数の導線からなる。そして、それらの複
数の導線は等しいピッチで平行に設けられる。さらに、
Ｘ電極群パターン１１０を構成する導線とＹ電極群パタ
ーン１２０を構成する導線とは、互いに直交するように
設けられる。FIG. 2 is a diagram showing an example of the X electrode group pattern 110 and the Y electrode group pattern 120. In the example of FIG. 2, the X electrode group pattern 110 is also the Y electrode group pattern 120.
Also consist of a plurality of conductors. The plurality of conductors are provided in parallel at equal pitch. further,
The conductor forming the X electrode group pattern 110 and the conductor forming the Y electrode group pattern 120 are provided to be orthogonal to each other.
【００３７】図２の構成では、２次元直交座標の出力が
可能となる。極座標出力をする構成としては図５に示す
ように、上部電極群パターン７１０を放射状の導線群と
して設け、下部電極群パターン７２０を同心円弧状に設
けることができる。いずれの場合も、導線群はマルチプ
レクサに接続されるべく、集められる。In the configuration of FIG. 2, it is possible to output two-dimensional rectangular coordinates. As a configuration for outputting polar coordinates, as shown in FIG. 5, the upper electrode group pattern 710 can be provided as a radial conductive wire group, and the lower electrode group pattern 720 can be provided in a concentric arc shape. In each case, the conductors are collected to be connected to a multiplexer.
【００３８】図３は、本発明に係る位置指示装置のマイ
クロコントローラの制御フローを示すフローチャートで
ある。FIG. 3 is a flowchart showing a control flow of the microcontroller of the position pointing device according to the present invention.
【００３９】本発明に係る位置指示装置の電源が投入さ
れると、マイクロコントローラ２１０が起動する（ステ
ップ１０）。このとき、発振器２２０も信号を出し始め
る。マイクロコントローラはＸ電極を一つ（例えば、Ｘ
１を）選択する（ステップ１１）。そして、Ｙ電極をも
一つ（例えば、Ｙ１を）選択する（ステップ１２）。こ
のとき、上述したようにＹ１に生じた誘導電圧がアンプ
２４０、レベル検出回路２５０を介して検出される。そ
の検出レベルをマイクロコントローラ２１０が取得し、
（Ｘ１，Ｙ１）という組の情報とともに一時記憶する
（ステップ１３）。次にＸ電極はＸ１に固定したまま
で、Ｙ電極を（例えば、Ｙ１からＹ２に）切り替える
（ステップ１４）。その後、「すべてのＹ電極を走査し
たか」否かを判断する（ステップ１５）。まだ、すべて
を走査していなければ、ステップ１２に戻り、ステップ
１３、ステップ１４、ステップ１５のプロセスを繰り返
す。Ｙ電極がｎ本あるとすれば、（Ｘ１，Ｙ１），（Ｘ
１，Ｙ２），（Ｘ１，Ｙ３），（Ｘ１，Ｙ４），……
（Ｘ１，Ｙｎ）のｎ組に関する検出レベルを取得するま
でこのプロセスが繰り返される。When the power of the position pointing device according to the present invention is turned on, the microcontroller 210 is started (step 10). At this time, the oscillator 220 also starts to emit a signal. The microcontroller uses one X electrode (eg, X
1) is selected (step 11). Then, one Y electrode (for example, Y1) is selected (step 12). At this time, the induced voltage generated at Y1 is detected via the amplifier 240 and the level detection circuit 250 as described above. The microcontroller 210 acquires the detection level,
The information is temporarily stored together with the set of information (X1, Y1) (step 13). Next, the Y electrode is switched (for example, from Y1 to Y2) while the X electrode is fixed at X1 (step 14). Thereafter, it is determined whether or not "all Y electrodes have been scanned" (step 15). If not all have been scanned yet, the process returns to step 12, and the processes of steps 13, 14, and 15 are repeated. If there are n Y electrodes, (X1, Y1), (X
(1, Y2), (X1, Y3), (X1, Y4), ...
This process is repeated until detection levels for n sets of (X1, Yn) are obtained.
【００４０】ｎ組の検出レベルが取得され、ステップ１
５ですべてのＹ電極を走査したと判断されると、次には
Ｘ電極を（例えば、Ｘ１からＸ２に）切り替える（ステ
ップ１６）。その後、「すべてのＸ電極を走査したか」
否かを判断する（ステップ１７）。まだ、すべてを走査
していなければ、ステップ１１からステップ１７までを
繰り返す。Ｘ電極がｍ本あるとすれば、ｍのｎ倍の組に
関してすべての検出レベルを取得するまでこのプロセス
が繰り返される。The n sets of detection levels are obtained, and step 1
If it is determined in step 5 that all the Y electrodes have been scanned, then the X electrodes are switched (for example, from X1 to X2) (step 16). Then, "Is all X electrodes scanned?"
It is determined whether or not it is (step 17). If not all have been scanned yet, steps 11 to 17 are repeated. Assuming that there are m X electrodes, this process is repeated until all detection levels have been obtained for n times the set of m.
【００４１】次に、得られたｍｎ組の値の中で最も大き
いものを選び出し、そのときの（Ｘ，Ｙ）の組を２次元
直交座標（Ｘ，Ｙ）として出力する（ステップ１８）。
図５に示すような極座標パターンを用いた場合には、極
座標出力が同様になされる。Next, the largest value among the obtained mn sets is selected, and the (X, Y) set at that time is output as two-dimensional orthogonal coordinates (X, Y) (step 18).
When the polar coordinate pattern as shown in FIG. 5 is used, the polar coordinate output is similarly performed.
【００４２】図３に示した例では、ｍｎ組のレベルを取
得してすべてのスキャン（オールスキャン）をしないと
座標が算出できない。しかし、座標が分からない状態で
はこの処理を行うが、一旦座標が検出できた後はその近
傍だけを走査してより少ない組の検出レベルから座標を
割り出すようにすること、すなわち部分スキャンをする
こともできる。In the example shown in FIG. 3, coordinates cannot be calculated unless mn sets of levels are acquired and all scans (all scans) are performed. However, this process is performed when the coordinates are not known, but once the coordinates are detected, only the vicinity is scanned to determine the coordinates from a smaller set of detection levels, that is, partial scanning is performed. Can also.
【００４３】また、オールスキャンの際には、すべての
ｍｎ組のスキャンをせずに、一つ飛びあるいは二つ飛び
に飛び越しスキャンをしておおよその位置を決めてか
ら、部分スキャンをするというやり方もできる。In the case of the all scan, a method of skipping all the mn sets, skipping one step or two steps, determining an approximate position, and then performing a partial scan Can also.
【００４４】図３のフローチャートでは明記していない
が、検出レベルの尤も強い組み合わせの近傍の組み合わ
せのレベルから補間法により電極間のピッチよりもさら
に細かな位置を求めることができる。この補間法に関し
ては、ピーク値の近傍の値を幾つ使うかによって２点
法、３点法、４点法等がよく知られており、当業者間で
は周知であるのでここでは言及を避ける。Although not explicitly shown in the flow chart of FIG. 3, a position finer than the pitch between the electrodes can be obtained by an interpolation method from the level of a combination near a combination having a strong detection level. Regarding this interpolation method, a two-point method, a three-point method, a four-point method, and the like are well known depending on how many values near the peak value are used.
【００４５】図４にノート型パソコン４００に本発明に
係る位置指示装置（タブレット）３００を組込んだ例を
挙げる。ノート型パソコン４００は、携帯に適したパソ
コンであり、コンピュータ本体と液晶ディスプレイ装置
（ＬＣＤ）５００、キーボード６００が一体となったも
のである。この種のパソコンにマウスを接続するのは電
車の中などで用いるには適さないため、従来は指で操作
するタッチパネルやトラックボールが用いられていた。
しかし、本発明に係る位置指示装置は、タッチパネルほ
ど強く押さなくてよい点で有利である。また、トラック
ボールに比べて絶対座標の入力が可能な点で有利であ
る。FIG. 4 shows an example in which the position pointing device (tablet) 300 according to the present invention is incorporated in a notebook personal computer 400. The notebook personal computer 400 is a personal computer suitable for carrying, and includes a computer body, a liquid crystal display (LCD) 500, and a keyboard 600 integrated with each other. Since connecting a mouse to this type of personal computer is not suitable for use in a train or the like, conventionally, a touch panel or trackball operated by a finger has been used.
However, the position pointing device according to the present invention is advantageous in that it does not need to be pressed as strongly as a touch panel. Also, it is advantageous in that absolute coordinates can be input as compared with a trackball.
【００４６】[0046]
【効果】請求項１に記載した構成により、コードの付か
ない操作つまみが実現でき操作性を高める事が出来る。
そして、ノート型パソコンに組込むのに最適なタブレッ
トを提供できる。According to the configuration of the first aspect, an operation knob without a code can be realized, and operability can be improved.
And, it is possible to provide the tablet which is most suitable to be incorporated into a notebook computer.
【００４７】また、操作つまみ自身も磁気吸引力により
操作面に張り付いているので、操作をしないときに操作
つまみが動くのを防止し、操作つまみの紛失防止にな
る。このことは携帯型コンピュータやリモコン機器に組
込むのに重要な利点となる。Further, since the operation knob itself is attached to the operation surface by the magnetic attraction, the operation knob is prevented from moving when the operation is not performed, and the operation knob is prevented from being lost. This is an important advantage for integration into portable computers and remote controls.
【００４８】請求項２に記載した構成により、直交座標
を出力するのに効率がよい。さらに、極座標を出力する
場合は放射状の電極群と同心円状の電極群パターンを使
用すればよい。According to the configuration described in claim 2, it is efficient to output the rectangular coordinates. Furthermore, when outputting polar coordinates, a radial electrode group and a concentric electrode group pattern may be used.
【００４９】請求項３に記載した構成により、軽くて外
部操作が容易な導電移動物体を簡単に作る事が出来る。According to the third aspect of the present invention, a conductive moving object that is light and easy to operate externally can be easily manufactured.
【００５０】請求項４に記載した構成により、導電移動
物体にマグネットや磁性物質を選択する事が出来る。According to the structure described in claim 4, a magnet or a magnetic substance can be selected as the conductive moving object.
【００５１】請求項５に記載した構成によれば、周辺の
ノイズの影響が排除できるので、ノイズ環境の悪い場所
での使用が可能となる。According to the configuration described in claim 5, since the influence of the surrounding noise can be eliminated, it can be used in a place where the noise environment is poor.
【００５２】また、このことにより、電位検出信号のフ
ィルタ処理等が簡略化できるので制御部が安価にできる
という二次的効果も期待できる。Further, this can simplify the filtering process of the potential detection signal and the like, so that a secondary effect that the control unit can be made inexpensive can be expected.
【図１】 本発明に係る位置指示装置のセンサ部の構造
と回路部とを示す図FIG. 1 is a diagram showing a structure of a sensor unit and a circuit unit of a position pointing device according to the present invention.
【図２】 Ｘ電極群パターンとＹ電極群パターンの一例
を示す図FIG. 2 is a diagram showing an example of an X electrode group pattern and a Y electrode group pattern.
【図３】 本発明に係る位置指示装置のマイクロコント
ローラの制御フローを示すフローチャートFIG. 3 is a flowchart showing a control flow of a microcontroller of the position pointing device according to the present invention.
【図４】 本発明に係る位置指示装置をいわゆるノート
型パソコンに組み込んだ例を示す図FIG. 4 is a diagram showing an example in which the position pointing device according to the present invention is incorporated in a so-called notebook computer.
【図５】 電極パターンの他の例を示す図FIG. 5 is a diagram showing another example of an electrode pattern.
【図６】 従来の静電結合方式のタブレットを示す図FIG. 6 is a diagram showing a conventional electrostatic coupling type tablet.
１１０、９１０ Ｘ電極線群パターン １１１、１２１ 基板 １１２、１２１ シールドパターン １１３ 表面シート １２０、９２０ Ｙ電極線群パターン １３０ スペーサ １４０ 間隙 １５０ 導電メッキしたマグネット １６０ 操作つまみ １６１ マグネット ２１０ マイクロコントローラ ２２０ 発振器 ２３１ Ｘ電極選択マルチプレクサ ２３２ Ｙ電極選択マルチプレクサ ２４０ アンプ（増幅器） ２５０ レベル検出回路 ３００ 本発明に係る位置指示装置（タブレット） ４００ ノート型パソコン ５００ ＬＣＤ（液晶表示装置） ６００ キーボード ７１０ 上部電極群パターン ７２０ 下部電極群パターン ９６０ 位置指示器 ９７０ 制御部 ９８０ 検出電極線 110,910 X electrode line group pattern 111,121 Substrate 112,121 Shield pattern 113 Surface sheet 120,920 Y electrode line group pattern 130 Spacer 140 Gap 150 Conductive plated magnet 160 Operation knob 161 Magnet 210 Microcontroller 220 Oscillator 231 X electrode Selection multiplexer 232 Y electrode selection multiplexer 240 Amplifier (amplifier) 250 Level detection circuit 300 Position indicating device (tablet) according to the present invention 400 Notebook personal computer 500 LCD (liquid crystal display device) 600 Keyboard 710 Upper electrode group pattern 720 Lower electrode group pattern 960 Position indicator 970 Control unit 980 Detection electrode wire
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35188096AJPH10171582A (en) | 1996-12-11 | 1996-12-11 | Position indication device |
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35188096AJPH10171582A (en) | 1996-12-11 | 1996-12-11 | Position indication device |
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10171582Atrue JPH10171582A (en) | 1998-06-26 |
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35188096APendingJPH10171582A (en) | 1996-12-11 | 1996-12-11 | Position indication device |
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