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    公开号:WO1990011563A1
    申请号:PCT/JP1990/000389
    申请日:1990-03-23
    公开日:1990-10-04
    发明作者:Azuma Murakami；Akio Kikuchi；Toshihide Chikami
    申请人:Wacom Co., Ltd.；
    IPC主号:G06F3-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書
    [0002] ' 入出力装置及びその方法
    [0003] 技術分野
    [0004] 本発明は座標入力装置と表示装置とを積層配置した入 出力装置に及びその方法に閧し、 特に、 表示装置からの ノイズに基づく座標入力装置の誤動作等の悪影響を排除 した入出力装置及びその方法に関するものである。
    [0005] 背景の技術
    [0006] 出願人は、 米国特許出願第 283 , 713 号 （以下、 先願と 称す。 ) において、 タブレツ トと入力用 （位置） 指示器 との間で電磁波を送受することにより座標検出を行うよ うにした座標入力装置と表示装置とを組合わせた装置に ついて提案した。
    [0007] この先願の内容を簡単に説明する。 まず、 座標入力装 置ではタブレッ 卜のループコイルより所定の周波数の電 波を送信させ、 該電波を入力用指示器に設けた同調回路 に受信させる。 この際、 該電波を受信した同調回路より 発信される電波を前記電波の発信を停止したタブレッ ト のループコイルに受信させ、 誘導電圧を発生させる。 こ れを複数のループコィルについて順次切替えて綠返し、 各ループコイルに発生した誘導電圧に基づいて入力用指 示器による指定位置の座標値を検出する。 この座標値は ホストコンピュータに送出される。
    [0008] 一方、 ホス卜コンピュータは前記指定位置の座檩値を 含む各種のデータに基づいて映像信号及びこれに対応す る同 信号を作成し、 これらを表示装置に送出する。 表 '示装置では同期信号に基づいて各種の制御信号を作成し、 そのうちの表示データラッチパルスに従って映像信号中 の一ライン分のデータを表示し、 これを一画面分綠返し て画像を表示する。
    [0009] しかしながら、 前記装置では座標入力装置と表示装置 とがそれぞれ別々のクロックパルスに従って互いに無関 係に動作していたため、 表示装置における制御信号のう ち、 特に表示データラッチパルスに基づくノイズが座標 入力装置のタブレッ 卜における受信信号中に混入して位 置検出精度を低下させたり、 誤動作を引起こすという問 題点があった。
    [0010] 発明の開示
    [0011] 本発明の主な目的は、 前述の問題点を解決し、 表示装 置からのノイズによる悪影響を排除した入出力装置を提 供することにある。
    [0012] 本発明では前記目的を達成するため、 タブレッ トより 間欠的に電波を送信し、 該電波により入力用指示器に内 蔵した同調回路を励振し、 該同調回路より発信する電波 を前記電波の送信を停止したタブレッ トにて受信し、 入 力用指示器による指定位置の座標値を検出する座標入力 装置と、 表示装置とを一体化した入出力装置において、 表示装置における表示データラツチパルスの発生タイ ミ ングと座標入力装置におけるタブレッ 卜の電波の送信期 間とを一致させた。 本発明によれば、 表示装置の表示データラッチパルス 'に同期して発生するノイズがタブレッ トにおける電波の 受信期間中には発生せず、 従って、 ノイズがタブレッ ト 測の受信信号中に混入する恐れがなく、 該受信電波に基 づく位置検出の精度を低下させたり、 誤動作を引起こす ことがない。
    [0013] 本発明の第 2の目的は、 コンパクトで、 表示装置から のノイズによる悪影響がなく、 高精度で、 取扱性のすぐ れた入出力装置を提供することにある。
    [0014] 第 2の目的を達成するため、 タブレッ トより間欠的に 電波を送信し、 該電波により入力用指示器に内蔵した同 調回路を励振し、 該同調回路より発信する電波を前記電 波の送信を停止したタブレッ 卜にて受信し、 入力用指示 器による指定位置の座標値を検出する座標入力装置と、 表示装置とからなり、 表示装置における表示データラッ チパルスの発生タイ ミングと座標入力装置におけるタブ レッ トの電波の送信期間とを一致させた入出力装置にお いて、 座標入力装置と表示装置とを積層配置した。
    [0015] これによれば、 表示装置からのノィズによる悪影響が なく、 高精度でデータの入出力ができるばかりか、 コン パクトで、 座標入力装置と表示装置とを一体的に使用で きるとともに、 使用上ノイズに対する配慮をする必要が ないから、 取扱性がすぐれている。
    [0016] 前述した以外の目的、 構成、 効果については以下の説 明において明らかにする。 図面の簡単な説明
    [0017] ' 第 1図は本発明の入出力装置の一実施例を示す構成図、 第 2図は位置検出部の詳細な構成図、 第 3図は本発明の 入出力装置の外観を示す斜視図、 第 4図は第 1図の回路 の各部の信号波形図、 第 5図は本発明の入出力装置の他 の実施例を示す構成図、 第 6図は第 5図の回路の各部の 信号波形図である。
    [0018] 発明を実施するための最良の形態
    [0019] 第 1図は本発明の入出力装置の一実施例を示すもので、 図中、 1は位置検出部、 2は選択回路、 3は送受切替回 路、 4は位相同期 （ P L L ) 回路、 5はカウンタ、 6は 分周器、 7は電圧検出回路、 8は処理装置、 9は入力ぺ ン、 1 0は液晶表示パネル、 1 1は制御信号回路、 1 2 は直並列変換回路、 1 3は走査回路、 1 4及び 1 5は駆 動回路である。
    [0020] 位置検出部 1は第 2図に示すように X方向のループコ ィル群 1 X及び Y方向のループコイル群 1 yからなつて いる。 X方向のループコイル群 1 Xは X方向に沿って互 いに平行で且つ重なり合う如く配置された多数、 例えば
    [0021] 4 8本のル一プコイル 1 X— 1， 1 X - 2 , 1 X -
    [0022] 4 8からなり、 また、 Y方向のループコイル群 1 yは Y 方向に沿って互いに平行で且つ重なり合う如く配置され た多数、 同じく 4 8本のループコィル l y— 1 ， 1 y - 2， …… 1 y— 4 8からなり、 該 X方向のル一ァコイル 群 1 Xと Y方向のループコイル群 1 yとは互いに密接し て重 合わされ （伹し、 図面では理解し易いように両者 を離して描いている。 ) ている。 なお、 ここでは各ルー ァコイルを 1ターンで構成したが、 必要に応じて複数タ ーンとなしても良い。 .
    [0023] 選択回路 2は前記 X方向のループコイル群 1 X及び Y 方向のループコイル群 1 yより一のループコイルを選択 するものであり、 処理装置 8からの選択情報に基づいて 一のループコィルを選択する如くなつている。
    [0024] 送受切替回路 3は前記選択された X方向又は Y方向の 一のループコィルを図示しない駆動回路及び低域フィル タを介して P Lし回路 4と、 電圧検出回路 7を介して処 ¾装置 8とに交互に接続するものであり、 この接続切替 は後述する送受切替信号に従って行なわれる。
    [0025] P L L回路 4は後述する所定の周波数 ί H 、 例えば 12 . 5 k Η Ζ の表示データラッチパルス aを基準としてその n倍、 例えば 3 2倍の周波数: f 1 、 即ち 4 0 0 k H z の 基準クロック bを作成し、 これをカウンタ 5、 分周器 6 並びに図示しない低域フィルタ及び駆動回路を介して送 受切替回路 3へ供袷する。
    [0026] カウンタ 5はプリセッ トカウンタであり、 前記表示デ 一タラツチパルス aを受信した時に初期値 m、 ここでは 「 2 8」 をプリセッ 卜し、 前記基準クロック bをダウン カウントして 「 0」 になった時、 リセッ トパルス cを分 周器 6へ送出する。
    [0027] 分周器 6は前記リセッ トパルス cによりリセッ トされ、 前記基準クロック bを 1Z32に分周し、 所定の周波数 'f k 、 ここでは前記周波数： f H と同一の 12.5kHZ の送 受切替信号 dを作成し、 これを送受切替回路 3へ送出す るとともに、 同じく基準クロック bを 1 1 28に分周 し、 所定の周波数: f C 、 ここでは 3.125kHz のループ コイル切替信号 eを作成し、 これを処理装置 8へ送出す る。
    [0028] 電圧検出回路 7は増幅器、 前記周波数: f 1 、 即ち 40 0 kHz を通過帯域とするセラミックフィルタ、 検波器 及び低域フィルタよりなり、 入力された信号中の周波数 f 1 成分のエネルギーに応じた電圧値を有する直流信号 を出力する如くなつている。
    [0029] 処理装置 8は周知のマイクロプロセッサ等より構成さ れ、 前記ループコイル切替信号 eを受信し、 選択回路 2 を介して位置検出部 1の X方向及び Y方向の各ループコ ィルの切替を制御し、 また、 送受切替回路 3から電圧検 出回路 7を介して入力される誘導電圧値をアナログ · デ イジタル （ AZD ) 変換し、 所定の演算処理を実行して 入力ペン 9による指定位置の座標値を求め、 これを図示 しないホストコンピュータ等へ転送する。
    [0030] 入力ペン 9は入力用指示器を構成するもので、 コイル 及びコンデンサ等の受動素子のみからなる同調.回路 16 を内蔵している。 該同調回路 16の同調周波数は前述し た基準クロック bの周波数 f 1 、 即ち 400 k HZ に設 定されている。 液晶表示パネル 1 0は多数の水平電極及び垂直電極間 'に液晶媒体を介在させた周知のマトリクス表示形式のも のである。
    [0031] 制御信号回路 1 1はホストコンピュータ等より映像信 号とともに供給される同期信号に基づいて表示データラ ッチパルス aゃシフトパルス等の各種の制御信号を作成 する。
    [0032] 直並列変換回路 1 2は直列データ形式の映像信号をシ フトパルスに従って順次 1ライン分格納する。
    [0033] 走査回路 1 3は液晶表示パネル 1 0における多数の水 平電極のうち、 駆動すべき電極の位置を示す情報を格納 する。
    [0034] 駆動回路 1 4及び駆動回路 1 5は表示データラツチパ ルス aが入力された時、 直並列変換回路 1 2及び走査回 路 1 3にそれぞれ格納された情報に従って液晶表示パネ ル 1 0の垂直電極及び水平電極に駆動電圧を印加し、 1 ライン分の画像表示を行なわせ、 これを繰返して一画面 分の画像表示を行なわせる。
    [0035] 前記符号 1乃至 8で示した回路によりタブレツ 卜が構 成され、 また、 符号 1 0乃至 1 5で示した回路により表 示装置が構成されるが、 これらは全て第 3図に示すよう な非金属素材からなるケース 1 7に一体的に収納される。 また、 この際、 位置検出部 1の入力範囲と液晶表示パネ ル 1 ◦の表示面積とほぼ等しく設定され、 液晶表示パネ ル 1 0は電波透過性を有する反射層あるいはバックライ ト （図示せず） を介して、 その表示位置と入力位置とが
    [0036] '一致する如く位置検出部 1上に重ねられる。
    [0037] 次に、 前記装置の動作を第 4図に従って説明する。
    [0038] 前述した基準クロック bは低域フィルタ及び駆動回路 を介して正弦波信号に変換されて送受切替回路 3に送出 されるが、 該送受切替回路 3は送受切替信号 dに基づい て Pし L回路 4側又は電圧検出回路 7側のいずれか一方 を切替接続するため、 送受切替回路 3より選択回路 2に 出力される信号は時間 T ( = 1 / 2 f k ) 、 ここでは 4 0 μ3毎に 4 0 0 k H Z の信号を出したり出さなかったり する信号 ίとなる。
    [0039] 前記信号: f は選択回路 2を介して位置検出部 1の一の ループコィル、 例えば 1 X— i ( i = 1 , 2 ， …… 4 8 ) に送出されるが、 該ループコイル 1 X— iは前記信号 ί1 に基づく電波を発生する。
    [0040] この際、 液晶表示パネル 1 0を介して位置検出部 1上 にて入力ペン 9が略直立状態、 即ち使用状態に保持され ていると、 該電波は入力ペン 9の同調回路 1 6を励振し、 これに前記信号 f に同期した誘導電圧 gを発生させる。
    [0041] その後、 信号: f において信号無しの期間、 即ち受信期 間に入るとともにループコイル 1 X— iが電圧検出回路 7側に切替えられると、 該ループコイル 1 X— i よりの 電波は直ちに消滅するが、 前記誘導電圧 gは同調回路 1 6内の損失に応じて徐々に減衰する。
    [0042] 一方、 前記誘導電圧 gに基づいて同調回路 1 6を流れ る電流は電波を発信させる。 該電波は電圧検出回路 7に '接続されたループコイル 1 X— i を逆に励振するため、 該ループコイル 1 X— iには同調回路 1 6からの電波に よる誘導電圧が発生する。 該誘導電圧は送受切替回路 3 により受信期間中のみ出力され、 受信信号 hとなり、 電 圧検出回路 7に送出される。
    [0043] 前記信号 hは周波数: f 1 の信号成分を間欠的に含む信 号であるが、 前述したように電圧検出回路 7は周波数 ί 1 を通過帯域とするセラミ ックフィルタを備えているた め、 連続的な電圧値を有する直流信号 iに変換され、 処 理装置 8へ送出される。
    [0044] 前記信号 iの電圧値は信号 h中の周波数 f 1 成分のェ ネルギーに応じて変化するが、 一のループコイル 1 X— i と入力ペン 9との間における電波の送受信が複数回、 ここでは 4回線返され、 同じエネルギーを有する信号成 分が所定数、 ここでは 4個以上入力されると収束して一 定の電圧値 V x となる。
    [0045] 前記信号 iの電圧値 は入力ペン 9とループコイル 1 X— i との間の距離に依存した値、 ここではほぼ距離 の 4乗に反比例した値を示し、 ループコイル 1 X— iが 切替えられると変化するため、 処理装置 8において各ル ープコイル毎に得られる電圧値 V X をディジタル値に変 換し、 これらに所定の演算処理を実行することにより、 入力ペン 9による指定位置の X方向の座標値が求められ る。 また、 入力ペン 9による指定位置の Y方向の座標値 についても同様にして求められる。
    [0046] ' 一方、 表示装置側ではホストコンピュータ等より供給 された映像信号及び同期信号に基づく画像がその液晶表 示パネル 10に表示されるが、 この時、 表示データラッ チパルス aの発生に同期して雑音 jが発生する。
    [0047] 前記雑音 jの発生はタブレッ ト側において位置検出部 1より電波を発生する期間中であるから、 該雑音 jが受 信信号 hに混入する恐れがなく、 電圧値 VX に影響を与 えることがなく、 従って、 入力ペン 9による指定位置が 検出できなかったり、 その精度が低下することがない。
    [0048] なお、 座標検出動作の詳細は前述した先願と同様であ るから省略する。
    [0049] 第 5図は本発明の入出力装置の他の実施例を示すもの で、 ここではタブレツ ト側が表示データラツチパルスに 同期しないクロック発振器を備えている場合の例を示す。 即ち、 図中、 18はクロック発振器、 19 , 20は分周 器、 21は 4進カウンタであり、 クロック発振器 18は 所定の周波数 f O 、 例えば 1.78MHZ のクロックパルス kを発生し、 これを分周器 19に送出する。 分周器 19 は前記クロックパルス kを 1 4に分周し、 周波数 f 1 ' 、 ここでは 445 kHz の基準クロック b ' を作成し、 これを送受切替回路 3及び分周器 2◦に送出する。 分周 器 20は前記基準クロック b ' を 1ノ32に分周し、 周 波数 ' 、 ここでは 13.9kHz の送受切替信号 d ' を 作成し、 これを送受切替回路 3に送出する。 4進カウン タ 2 1は前述した周波数 f H 、 即ち 12. 5 k H Z の表示デ '—タラツチパルス aを入力信号とし、 これを 4つカウン トする毎にパルスを 1つ出力してループコイル切替信号 e ' を作成し、 これを分周器 1 9 ， 2 0のリセッ ト端子 及び処理装置 8に送出する。
    [0050] 第 6図は前述した第 5図の回路における信号波形を示 すもので、 この実施例においても表示データラツチパル ス aに同期した雑音 jは信号 f ' において周波数: f 1 ' 成分がある期間、 即ち送信期間中となり、 タブレッ ト及 び入力ペンの動作に影響を及ぼすことがない。 なお、 そ の他の構成、 作用については電圧検出回路 7中のセラミ ックフィルタの通過帯域の中心周波数及び入力ペン 9の 同調回路 1 6の同調周波数をともに : f 1 ' となした点を 除いて第 1図の実施例と同様である。
    [0051] なお、 これまでの説明ではタブレツ トにおいて電波を 送信するループコイルと電波を受信するループコイルと を一のループコイルを切替えて用いたが、 それぞれ別々 に設けても良い。 また、 入力ペンに対する操作状態の変 化に応じて同調回路の周波数や位相を変化させ、 これを タブレツ ト側で検出することにより、 入力ペンに対する 操作状態を識別させることもできる。
    权利要求:
    Claims 請求の範囲
    1 . タブレツ 卜より間欠的に電波を送信し、 該電波によ り入力用指示器に内蔵した同調回路を励振し、 該同調 回路より発信する電波を前記電波の送信を停止したタ ブレッ トにて受信し、 入力用指示器による指定位置の 座標値を検出する座標入力装置と、 表示装置とからな り、
    表示装置における表示データラッチパルスの発生タ ィ ミングと座標入力装置におけるタブレツ トの電波の 送信期間とを一致させたこと
    を特徴とする入出力装置。
    2. 座標入力装置と表示装置とを積層配置したことを特 徴とする第 1項記載の入出力装置。
    3. 座標入力装置と表示装置とが非金属素材からなるケ ース体内に一体的に収納されたことを特徴とする第 1 項又は第 2項記載の入出力装置。
    4. 表示装置が液晶表示パネルを含むことを特徴とする 第 1項、 第 2項または第 3項記載の入出力装置。
    5. タブレッ トの入力範囲と液晶表示パネルの表示領域 がほぼ等しく設定されていることを特徴とする第 4項 記載の入出力装置。
    6. 液晶表示パネルは電波透過性を有する反射板あるい はバックライ トを介してその表示位置と入力位置とが 一致する如くタブレッ ト上に重ねられていることを特 徴とする第 4項または第 5項記載の入出力装置。
    . 座標入力装置と表示装置とが積層配置され、 座標入 力装置のタブレツ トょり間欠的に電波を送信し、 該電 波により入力用指示器に内蔵した同調回路を励振し、 該同調回路より発信する電波を前記電波の送信を停止 したタブレツ 卜にて受信し、 入力用指示器による指定 位置の座標値を検出し、 表示装置に表示する入出力方 法において、 表示装置における表示デ一タラツチパル スの発生タイ ミングと座標入力装置におけるタブレッ トの電波の送信期間とを一致させたことを特徴とする 入出力方法。
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    JPH02252015A|1990-10-09|
    US5059749A|1991-10-22|
    EP0464205A1|1992-01-08|
    EP0464205B1|1995-09-06|
    DE69022224D1|1995-10-12|
    EP0464205A4|1992-02-12|
    DE69022224T2|1996-05-02|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1990-10-04| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE CH DE DK ES FR GB IT LU NL SE |
    1991-09-09| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1990904930 Country of ref document: EP |
    1992-01-08| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1990904930 Country of ref document: EP |
    1995-09-06| WWG| Wipo information: grant in national office|Ref document number: 1990904930 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    JP7245389A|JPH02252015A|1989-03-24|1989-03-24|Input/output device|
    JP01/72453||1989-03-24||EP19900904930| EP0464205B1|1989-03-24|1990-03-23|Input/output device and method thereof|
    DE1990622224| DE69022224T2|1989-03-24|1990-03-23|Eingabe-/abgabeanordnung und verfahren dazu.|
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