(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディジタル化書字板上に接触する尖筆までの４つの距離を表す距離信号を生じさせるように構成されたディジタル化書字板装置であって、
前記ディジタル化書字板の４隅にそれぞれ配置された４つの電極と、
前記４つの電極の夫々から前記書字板上に接触する尖筆までの４つの距離を表す距離信号の中の４つの対の距離信号の差を検出し、前記４つの対の距離信号におけるコモンモード信号を抑制して増幅出力する差動増幅器と、
前記差動増幅器からの４つの出力信号に基づいて、前記尖筆の前記ディジタル化書字板上のＸ−Ｙ位置を計算するプロセッサと、
を有することを特徴とするディジタル化書字板装置。
【請求項２】
ディジタル化書字板の４隅に配置された４つの電極から前記書字板上に当接する尖筆までの４つの距離を表す距離信号を生じさせるように構成されたディジタル化書字板装置における尖筆位置の検出方法において、
（ａ）前記尖筆による前記書字板上の接触により、前記４つの距離信号Ａ，Ｂ，Ｃ及びＤを生じさせるステップと、
（ｂ）コモンモード信号を抑制する差動増幅器を用いて、前記距離信号の中の複数の対の距離信号の差を検出するステップと、
（ｃ）前記複数の対の距離信号の差の二つの和である第１の和と、前記複数の対の距離信号の差の他の二つの和である第２の和と、を算出するステップと、
（ｄ）前記４つの距離信号の和（Ａ+Ｂ+Ｃ+Ｄ）による前記第１の和と前記第２の和のそれぞれの商を算出するステップと、の各ステップを有し、
前記算出された二つの商に基づいて、前記ディジタル化書字板装置における尖筆位置の検出を行うことを特徴とする尖筆位置の検出方法。
【請求項３】
ディジタル化書字板の４隅に配置された４つの電極から前記書字板上に当接する尖筆までの４つの距離を表す距離信号を生じさせるように構成されたディジタル化書字板装置における尖筆位置の検出方法において、
（ａ）前記尖筆による前記書字板上の接触により、前記４つの距離信号Ａ，Ｂ，Ｃ及びＤを生じさせるステップと、
（ｂ）コモンモード信号を抑制する差動増幅器を用いて、４対の前記距離信号の差である（Ａ−Ｃ）、（Ｂ−Ｄ）、（Ａ−Ｄ）及び（Ｃ−Ｂ）を算出するステップと、
（ｃ）前記（Ａ−Ｃ）と前記（Ｂ−Ｄ）の第１の和と、前記（Ａ−Ｄ）と前記（Ｃ−Ｂ）の第２の和とを算出するステップと、
（ｄ）前記４つの距離信号の和（Ａ+Ｂ+Ｃ+Ｄ）による前記第１の和と前記第２の和のそれぞれの商を算出するステップと、の各ステップを有し、
前記算出された二つの商に基づいて、前記ディジタル化書字板装置における尖筆位置の検出を行うことを特徴とする尖筆位置の検出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ディジタル化書字板に使用する尖筆に関する。そのような書字板は、携帯用コンピュータ表示板の頂部の透明な上張りの形をとることができる。
【０００２】
【従来の技術】
図１は、ディジタル化書字板３およびその関連した尖筆６、の非常に簡略した図である。各コーナーに１つ、４つの電流対電圧増幅器（Ｉ対Ｖで示された）がある。尖筆６は、作動したとき、図２に示したように、信号９を発生する。この信号が電流Ｉ１〜Ｉ４を誘起し、それ等の電流が、Ｉ対Ｖ増幅器により検出される。
【０００３】
Ｉ対Ｖ増幅器の各々は、その各々の電流の大きさを示す電圧を発生する。当技術において公知であるプロセシング回路が、その電圧信号を受けとり、そして尖筆信号６の位置を計算する。
【０００４】
尖筆６が１方のコンデンサプレートとして作用するので、電流Ｉ１〜Ｉ４が誘起されるディジタル化書字板（インジウム錫酸化物のような材料の抵抗表面を保持している）は、他方のプレートとして作用する。図３に示したように、負の電荷が尖筆６の先端２に加えられたとき、正の電荷が書字板３の表面上に生ずる。逆に、図４のように、尖筆６の先端２上の正の電荷は、書字板上に負の電荷を誘起する。電流Ｉ１〜Ｉ４が、この負の電荷を供給する。
【０００５】
各電流は、尖筆から書字板の１コーナーへの直線径路に追従すると見做すことができる。各径路の抵抗は、径路の長さに左右される。各径路を横切る電流の大きさは、抵抗に左右される。したがって、電流を知ることにより径路の長さを推定できる。非常に簡単な例を例示しよう。
【０００６】
図５の尖筆が書字板に加えられる電圧を表わすと仮定する。４この電流が発生され、各々がコーナーの方に走っている点線矢印によって示されている。これ等の径路は、図５に示された相対長さを有し、そしてまた下表に記載されている。
径路    相対長さ    相対抵抗    相対電流    相対Ｉ対Ｖ電圧
ＡＡ    ０．６６    ０．６６    １．５２        １．５２
ＢＢ    １．００    １．００    １．００        １．００
ＣＣ    ０．９３    ０．９３    １．０８        １．０８
ＤＤ    ０．５５    ０．５５    １．８２        １．８２
往路の抵抗は長さに左右される、したがって、相対抵抗は、表に示したように相対往路長さに比例する。
【０００７】
電流は電圧を抵抗で割った比に等しい、したがって相対抵抗は、表に示したように相対径路長さに反比例する。
【０００８】
図１のＩ対Ｖ増幅器の各々は、その相対電流に比例する電圧を発生する。したがって、Ｉ対Ｖ増幅器の出力は、表に示した相対マグニチュードを有している。出力信号は、上記のように、尖筆の位置を計算するのに使用される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
Ｉ対Ｖ増幅器は、尖筆によって発生した信号の他に、他の望ましくない信号を発生する。たとえば、近接陰極線管（ブラウン管）、蛍光灯および電動機がディジタル化パッド上に電荷を生ずる。これ等の望ましくない信号の多くは、Ｉ対電圧値をいかなる時でも一定値だけ増加せしめる。すなわち、これ等の望ましくない信号は、コモンモード成分とＩ−対−Ｖ信号に加える。
【００１０】
コモンモード信号は尖筆位置の計算を妨げる。
【００１１】
本発明の課題は、ディジタル化書字板上の尖筆の位置計算への改良したアプローチを提供することである。
【００１２】
本発明のさらに他の課題は、ディジタル化書字板におけるコモンモードノイズで減少することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、ディジタル化書字板上に接触する尖筆までの４つの距離を表す距離信号を生じさせるように構成されたディジタル化書字板装置であって、前記ディジタル化書字板の４隅にそれぞれ配置された４つの電極と、前記４つの電極の夫々から前記書字板上に接触する尖筆までの４つの距離を表す距離信号の中の４つの対の距離信号の差を検出し、前記４つの対の距離信号におけるコモンモード信号を抑制して増幅出力する差動増幅器と、前記差動増幅器からの４つの出力信号に基づいて、前記尖筆の前記ディジタル化書字板上のＸ−Ｙ位置を計算するプロセッサと、を有することを特徴とするディジタル化書字板装置を提供するものである。
【００１４】
【実施例】
図６は、ディジタル化書字板と、その４つのＩ対Ｖ増幅器１０、１１、１２および１３とを例示しており、これ等がそれぞれの信号Ａ、Ｂ、ＣおよびＤを発生する。尖筆６のｘおよびｙ座標は下記のような計算によって得られる。
【００１５】
ｘ  ＝  （Ａ＋Ｂ−Ｃ−Ｄ）／（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）  （ｘ−計算）
ｙ  ＝  （Ａ＋Ｄ−Ｂ−Ｃ）／（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）  （ｙ−計算）
これ等の計算では、分母は、正規化係数として働く。正規化係数が異なる他の計算も使用できる。本発明は分子が計算される信号の発生に関する。
【００１６】
本発明は、これ等の計算の重要な特徴、つまり各分子が対の差の合計であることを識別する。すなわち、ｘ計算では、対の差の合計は、
（Ａ−Ｃ）＋（Ｂ−Ｄ）または        計算（１）
（Ａ−Ｄ）＋（Ｂ−Ｃ）            計算（２）
ｙ計算では、対の合計は、
（Ａ−Ｃ）および（Ｄ−Ｂ）または      計算（３）
（Ａ−Ｂ）および（Ｄ−Ｃ）          計算（４）
発明の一形式
図６は本発明の一形式を示している。４つの異なる増幅器Ｄ１〜Ｄ４が、上記のｘおよびｙ計算における４つの異なる対に対応する４つの差の対を生ずる。（実際には、各差増幅器の出力は、
（Ｒ２／Ｒ１）（Ｖ＋−Ｖ−）、に等しい、
この場合に、Ｖ＋は、オペアンプの非反転入力を指し、そしてＶ−は反転入力を指す。Ｒ１＝Ｒ２であれば、出力は真の差Ｖ２−Ｖ１に等しい。Ｒ１がＲ２に等しくなければ、その差はＲ／２／Ｒ１によって概算される。
【００１７】
これ等の差の対は、プロセシング回路に送られる、そしてこれ等のプロセシング回路は、上記のｘおよびｙ計算に使用するような、ｘおよびｙ座標の計算にそれ等の対を利用するプログラム可能なディジタルコンピュータまたは、専用計算回路の形、または他の計算の形をとることができる。
【００１８】
発明の第２の形式
図７、は本発明の他の形式を示す。本発明のこの形式は、差（Ａ−Ｄ）が、計算（２）および計算差（Ａ−Ｄ）が、計算（２）および計算（３）の双方の分子に生ずるのを識別する、したがって２度計算する必要がない。
【００１９】
３つの差増幅器Ｄ５、Ｄ６およびＤ７が３つの差、（Ａ−Ｄ）、（Ｃ−Ｂ）および（Ｂ−Ｃ）を生ずる。
【００２０】
これ等の差は、さらに計算のため、プロセシング回路に送られる。
【００２１】
発明の第３の形式
本発明の第３の形式が図８に示されている。この他の形式は、計算（２）における差の対（Ｃ−Ｂ）が、計算（３）において（Ｂ−Ｃ）の代数の負であることも識別する。したがって、図７の３つの差増幅器は（ａ）２つの増幅器Ｄ７およびＤ５、プラス（ｂ）Ｄ７の出力を反転するインバータＩによって代えることができる。
【００２２】
【発明の効果】
１．差増幅器が、高コモンモード不合格比ＣＭＲＲを与えるため選択される。ＣＭＲＲは当技術において規定されており、そして好ましくは出来る限り高い。一般的に、計算した座標の精度はＣＭＲＲの増加と共に増加する。高ＣＭＲＲは、入力に存在するコモンモード信号を除去または減少する。
【００２３】
すなわち、図１の測定信号Ａ（ＡのＩ対Ｖによって生じた）が実際に含まれ（信号Ａ＋ノイズ）、そして同様に、測定信号Ｂが実際に（信号Ｂ＋ノイズ）を含むと仮定する。高ＣＭＲＲを有する差増幅器におけるこれ等の２つの信号の差をとると、下記の出力を発生する、  （信号Ａ＋ノイズ）−（信号Ｂ−ノイズ） ＝  信号Ａ  −  信号Ｂ．
側定信号Ａのノイズは、測定信号Ｂのノイズを抹消する。
【００２４】
２．上記のｘ計算およびｙ計算が、Ａ、Ｂ、ＣおよびＤの個々の値が必要であるように見えても、精密な検査では、差の対の合計は、計算（１）〜（４）のように、十分であることを示す。個々の値Ａ、Ｂ、ＣおよびＤは必要がない。
【００２５】
したがって、計算（１）〜（４）において、本発明によって使用される信号は、差信号である。Ａ、Ｂ、ＣおよびＤの個々の値は使用されない。
【００２６】
さらに、図８が示しているように、２つの差のみ、つまり（Ａ−Ｄ）および（Ｂ−Ｃ）が必要である。これ等の２つの差が、双方の計算（２）および計算（３）の分子を計算するのに必要なすべての情報を提供する。
【００２７】
３．より正確な位置情報を得るために、計算（１）〜（４）の他に、さらに他の計算を行なうことができる。たとえば、与えられたディジタル化書字板は、種々の原因により、不規則性を有しているかも知れない。これ等の不規則性は（１）書字板上のあらゆる可能な位置における尖筆を捜し出すことによって（２）出力信号Ａ、Ｂ、ＣおよびＤを記録し、そしてこの出力信号を実際の位置と比較することによって測定できる。この手順が誤差長を作る。
【００２８】
したがって、使用するとき、信号が書字板から得られるとき、それは正しい信号を得るために、対応する誤差係数によって修正される。修正が行なわれるとき、尖筆の位置は、２つのタイプの入力、つまり尖筆から得られる位置のデータと、表から得られる修正データとに基づいて計算される。
【００２９】
図８に示された実施例では、計算のためのソール鉄筆入力は２つの信号より成っている。
【００３０】
発明者は、このタイプの修正は、計算（１）〜（４）の前、または後に行なうことができると指摘している。
【００３１】
４．信号Ａ、Ｂ、ＣおよびＤは、通常、商業的に入手可能な機器によって発生される。たとえば、ディジタル化書字板は、オハイオ州、コロンブス市にあるスクリプテル社からの入手可能である。本発明の一形式は、これ等の信号の対の間の、図６〜８に示された差をとる装置および方法である。
【００３２】
５．図６の信号Ａ、Ｂ、ＣおよびＤは、書字板のそれぞれのコーナーからの、鉄筆の距離を示す距離信号と見做すことができる。この距離は、信号によって直接指示されない、そしてこの信号は、書字板毎の製造上の偏差のような種々の誤差を除くためさらに処理する必要がある。にもかかわらず、それ等の信号は距離情報を含むので、それ等の信号はなお距離信号である。
【００３３】
６．本発明は、単一の方法または装置が同時に（ａ）Ａ、Ｂ、ＣおよびＤからとった信号対内のコモンモードノイズを抑制し、そして（２）計算（１）〜（４）に必要である差信号を提供するとう見方から、有意（重要）である。
【００３４】
さらに、異なる信号は、信号を保持している２つの情報から得られる。このアプローチは、信号内のノイズが引き算によって抑制される他のアプローチと対照をなしている。しかしながら、他のアプローチでは、差引いた信号は情報を保持していない、または、情報を保持していても、その情報は使用されない。
【００３５】
７．「差の増幅器」は「差動増幅器」に多分使用されるが、「差の増幅器」は「差動増幅器」と同じではない。
【００３６】
８．Ｉ対Ｖ増幅器は、書字板のコーナーに生ずる測定電流を必要としない、書字板上の対称点におけるＩ対Ｖ増幅器測定電流も必要としない。
【００３７】
多くの代用および変更が、本発明の精神および範囲から逸脱することなく行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、ディジタル化書字板（３）と、電流Ｉ１〜Ｉ４を検出するＩ対Ｖ（電流対電圧）増幅器とを例示している。
【図２】  図２は、ディジタル化書字板（３）と、電流Ｉ１〜Ｉ４を検出するＩ対Ｖ（電流対電圧）増幅器とを例示している。
【図３】  図３は、どのようにして尖筆３の先端２上の電荷が電流Ｉ１〜Ｉ４を生ずるかを例示している。
【図４】  図４は、どのようにして尖筆３の先端２上の電荷が電流Ｉ１〜Ｉ４を生ずるかを例示している。
【図５】  図５は、尖筆の先端から書字板のコーナーまで走っている電流径路を例示している。
【図６】  図６は、本発明の３つの形式を例示している。
【図７】  図７は、本発明の３つの形式を例示している。
【図８】  図８は、本発明の３つの形式を例示している。
【符号の説明】
３    書字板
６    尖筆
９    信号
１０、１１、１２、１３  Ｉ対Ｖ増幅器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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