(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置検出装置に用いるペン形状の位置指示器において、ペン軸に対して直角方向からの圧力を検出する側面圧検出手段を、傾斜部を有する先端部に設けたことを特徴とする位置指示器。
【請求項２】
前記側面圧検出手段を、傾斜部の周面に沿って設けたことを特徴とする請求項１に記載の位置指示器。
【請求項３】
前記側面検出手段は、複数個に分割されていることを特徴とする請求項２に記載の位置指示器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タブレット上で用いる位置指示器の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この出願に先立ち、出願人は特願昭６１−２１３９７０号において、タブレットとペンとの間で電波の送受信を行うことにより、ペンとタブレット間をコードレスとして操作性の良い位置指示器を提案している。また、先願１ではペン先への圧力を電波の位相の変化として検出することにより筆圧検出のできる筆圧ペンを実現した。特に、コンピューターグラフィックス分野においてはこのような筆圧ペンによって使いやすいシステムを実現するとともに応用分野を広げた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、先願で示された従来の筆圧ペンではペン軸に対する側面方向からの圧力を検出できないという問題があった。
【０００４】
即ち、鉛筆などの筆記具を大きく傾けて芯の側面部分を用いてペンの傾きや圧力を調節しながら太さや濃さの分布などを微妙に変えて描くというような技法が一般に用いられている。
【０００５】
このような使い方をコンピューターグラフィックスにおいても実現したいという要求がある。
【０００６】
本発明の目的は、ペン形状の位置指示器として、ペンを大きく傾けても筆圧を検出することのできる位置指示器を提供することにある。
【０００７】
また、本発明の他の目的は、ペンを傾けた際の傾斜方向によって入力する色を替えることができる位置指示器を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明では前記目的を達成するために、位置検出装置に用いるペン形状の位置指示器において、ペン軸に対して直角方向からの圧力を検出する側面圧検出手段を、傾斜部を有する先端部に設けたことを特徴とする位置指示器と、前記側面圧検出手段を、傾斜部の周面に沿って設けたことを特徴とする位置指示器と、前記側面圧検出手段を複数個に分割したことを特徴とする位置指示器とを提案する。
【０００９】
【作用】
本発明によれば、ペン先部分に側面圧検出手段を設けて、ペン先に対する側面方向からの圧力を検出するようにした。
【００１０】
【実施例】
図１は本発明による位置指示器の第１の実施例を示すもので、位置指示器内には従来と同様にフェライトコアに巻かれたコイル、タブレットとの間で情報をやりとりする電子回路部分が設けられている。
【００１１】
また、ペン先部分には３個の圧力センサーが設けられており圧力が加えられた方向が検出できるようになっている。これは本発明の特徴の一つである。
【００１２】
図２圧力センサーの構造を示すもので、タブレット面上で滑らせても摩耗しにくい材料で作られた表面シート、圧力によって抵抗値が変化する感圧導電ゴムシート、および電極板との３重構造となっている。これは本発明の特徴の一つである。
【００１３】
図３は前記電極板の電極パターンの例を示したもので、２つの電極を櫛形パターンとすることにより図２に示した圧力センサーのどの部分に加重をかけてもそれに反応して抵抗値が変化するようになっている。
【００１４】
図４は本実施例の電気回路を示したもので、ここでは３個の圧力センサーをそれぞれ可変抵抗として表し、筆圧１、筆圧２、筆圧３として説明する。
【００１５】
本回路は、これらの筆圧値をそれぞれ８ビットのデジタル値に変換した合計２４ビットの情報をタブレット側に返すことができるようになっている。図５は回路図中ａ〜ｉに示した各部の波形を示したものである。これらの図を用いて以下にその動作を説明する。
【００１６】
図４中、４０１はコイル、４０２はコンデンサでこれらは図示しないタブレットからの電波の周波数に共振した共振回路４０３を構成しており、タブレットからの電波ａを受信すると誘導電圧ｂを発生する。共振回路４０３にはスイッチ４０４が接続されており制御信号ｉによって共振回路の共振状態を制御できるように構成されている。
【００１７】
また、共振回路４０３にはダイオード４０５、抵抗４０６、コンデンサ４０７、およびバッファアンプ４０８とからなる第１の検波回路が接続されている。この第１の検波回路において、その出力信号ｃがタブレットからの電波ａが第１の所定時間（本実施例では、５０μＳ）以上継続して受信された場合に発生するように抵抗４０６およびコンデンサ４０７とで構成される積分回路の時定数が決められている。
【００１８】
４１３はＤフリップフロップ、４１４は抵抗、４１５はコンデンサでこれらはワンショットモノマルチ回路を構成しており、前記第１の検波回路の出力信号ｃの立ち上がり時刻から一定時間幅の信号ｄを発生する。
【００１９】
また、共振回路４０３にはダイオード４０９、抵抗４１０、コンデンサ４１１、およびバッファアンプ４１２とからなる第２の検波回路が接続されている。この第２の検波回路において、その出力信号ｅがタブレットからの電波ａが第２の所定時間（本実施例では、７００μＳ）以上継続して受信された場合に発生するように抵抗４１０およびコンデンサ４１１とで構成される積分回路の時定数が決められている。
【００２０】
４１６は第１の圧力センサーである可変抵抗、４１７はコンデンサ、４１８はインバーターアンプ、４１９はアンドゲートでこれらの回路により可変抵抗４１６で設定される筆圧１に応じてパルス幅が変化する信号ｆを得る。即ち、加えられる圧力が大きいほど信号ｆのパルス幅は小さくなる。
【００２１】
４２０はカウンターでそのクロック端子はカップリングコンデンサー４２１をを介して共振回路４０３に接続されている。カウンター４２０には信号ｆが接続されており、筆圧１に応じて変化する信号ｆのパルス幅の期間だけ共振回路４０３に発生する高周波信号の波の数を計数して８ビットのデジタル値Ｑ0〜Ｑ7として出力する。ただし、カウンター４２０はリセット状態（信号ｆがロウレベルの時）ではオール１を出力し、クロックが入力されるごとに出力が１づつ減少する減算カウンターである。また、２５６回クロックが入力されて出力がオール０となった後さらにクロックが入力されてもこれを受け付けないようになっている。カウンター４２０を以上のようなものとすることにより、荷重がかけられていない時にはオール０を出力し、荷重が大きい程 Ｑ0〜Ｑ7の出力には大きい値が現れ、ある大きさ以上の荷重がかけられると Ｑ0〜Ｑ7の出力はオール１となる。
【００２２】
４２２は第２の圧力センサーである可変抵抗、４２３はコンデンサ、４２４はインバーターアンプ、４２５はアンドゲートでこれらの回路により可変抵抗４２２で設定される筆圧２に応じてパルス幅が変化する信号ｇを得る。４２６は４２０と同様なカウンターでそのクロック端子はカップリングコンデンサー４２１をを介して共振回路４０３に接続されている。カウンター４２６には信号ｇが接続されており、筆圧２に応じて変化する信号ｇのパルス幅の期間だけ共振回路４０３に発生する高周波信号の波の数を計数して８ビットのデジタル値Ｑ0〜Ｑ7として出力する。
【００２３】
４２７は第３の圧力センサーである可変抵抗、４２８はコンデンサ、４２９はインバーターアンプ、４３０はアンドゲートでこれらの回路により可変抵抗４２７で設定される筆圧３に応じてパルス幅が変化する信号ｈを得る。４３１は４２０と同様なカウンターでそのクロック端子はカップリングコンデンサー４２１をを介して共振回路４０３に接続されている。カウンター４３１には信号ｈが接続されており、筆圧３に応じて変化する信号ｈのパルス幅の期間だけ共振回路４０３に発生する高周波信号の波の数を計数して８ビットのデジタル値Ｑ0〜Ｑ7として出力する。
【００２４】
４３２はパラレルシリアル変換回路でそのクロック入力端子にはワンショットモノマルチ回路の出力信号ｄが接続されており、カウンター４２０から出力される筆圧１をデジタル化した８ビットデータ、カウンター４２６から出力される筆圧２をデジタル化した８ビットデータ、およびカウンター４３１から出力される筆圧３をデジタル化した８ビットデータの合計２４ビットのデジタルデータを信号ｄの立ち上がりタイミングごとに順次出力する。この出力信号はさらにアンドゲート４３３を通ることにより信号ｄが発生している期間のみ出力する信号ｉが得られる。この信号ｉによってスイッチ４０４が開閉制御されることにより、タブレット側では筆圧１をデジタル化した８ビットデータ、筆圧２をデジタル化した８ビットデータ、および筆圧３をデジタル化した８ビットデータの合計２４ビットのデジタルデータが受信信号の有無として現れる。即ち制御信号ｉが”０”のときにはタブレット側で信号が検出され、制御信号ｉが”１”のときにはタブレット側で信号が検出されない。このようにして位置指示器に設けられた３つの圧力センサーへの加重がタブレット側で検出される。
【００２５】
図６は本発明による位置指示器の第２の実施例の筆圧検出部分の回路図を示すもので、その他の部分の回路構成や外観等の構成は第１実施例と同じである。第１実施例では３つの圧力センサーへの加重をそれぞれデジタル化して合計２４ビットのデータを返信するようにしていたが、第２実施例では、３つの圧力センサーへ加えられる加重が最も大きい圧力センサーから変換されたデータのみを返信するようにしている。
【００２６】
図６において、図４と同一部分は同一番号で示す。第１の圧力センサー４１６、コンデンサ４１７、バッファアンプ６０１によって筆圧１に応じて立ち上がり時刻が変化する信号が得られる。第２の圧力センサー４２２、コンデンサ４２３、バッファアンプ６０２によって筆圧２に応じて立ち上がり時刻が変化する信号が得られる。第３の圧力センサー４２７、コンデンサ４２８、バッファアンプ６０３によって筆圧３に応じて立ち上がり時刻が変化する信号が得られる。６０４はこれら３つの検出回路の出力のうち最も早く立ち上がったタイミングを検出するためのＮＯＲゲートである。これらの構成により３つの圧力センサーへ加えられる加重のうち最も大きい値に相当するタイミングをＮＯＲゲート６０４より出力し、さらにカウンター４２０によって８ビットのデジタル値に変換している。
【００２７】
６０５はエンコーダーであり、３つのクロック入力ＣＫ１〜ＣＫ３のうちどれが一番早く立ち上がったかを検出してＱ0、Ｑ1として出力する。この２ビットの出力信号はパラレルシリアル変換回路４３２に入力されることにより３つの圧力センサーのうちどれに加重がかけられたかをタブレット側に返信する。
【００２８】
なお、前述した実施例ではペン先部分に加えられる側面圧のみを検出するようにしているが、これらの構成に加えて従来のようなペン軸方向の圧力を検出する圧力センサーを設けてこれを併せて検出するようにしても良い。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、ペン先部分にペン軸に対して直角方向からの圧力を検出する側面圧検出手段を設けたため、ペンを大きく傾けても筆圧を検出することができる。
【００３０】
また、ペン軸に対して複数方向からの圧力をそれぞれに検出する複数個の側面圧検出手段をペン先部分に設けたため、ペンを傾けた際の傾斜方向を検出してそれによって入力する色を替えるなどの応用に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による位置指示器の第１の実施例を示す切り欠き図
【図２】  圧力センサーの構造を示す図
【図３】  電極板の電極パターンの例を示した図
【図４】  実施例１の電気回路図
【図５】  図４中ａ〜ｉに示した各部の波形を示した図
【図６】  本発明による位置指示器の第２の実施例の筆圧検出部分の回路図
【符号の説明】
４０１  コイル
４０２  コンデンサ
４０３  共振回路
４０４  スイッチ
４０５  ダイオード
４０６  抵抗
４０７  コンデンサ
４０８  バッファアンプ
４０９  ダイオード
４１０  抵抗
４１１  コンデンサ
４１２  バッファアンプ
４１３  Ｄフリップフロップ
４１４  抵抗
４１５  コンデンサ
４１６  第１の圧力センサーである可変抵抗
４１７  コンデンサ
４１８  インバーターアンプ
４１９  アンドゲート
４２０  カウンター
４２１  カップリングコンデンサ
４２２  第２の圧力センサーである可変抵抗
４２３  コンデンサ
４２４  インバーターアンプ
４２５  アンドゲート
４２６  カウンター
４２７  第３の圧力センサーである可変抵抗
４２８  コンデンサ
４２９  インバーターアンプ
４３０  アンドゲート
４３１  カウンター
４３２  パラレルシリアル変換回路
４３３  アンドゲート
６０１  バッファアンプ
６０２  バッファアンプ
６０３  バッファアンプ
６０４  ＮＯＲゲート
６０５  エンコーダー
【図１】
0003837800.tif 000002
【図２】
0003837800.tif 000003
【図３】
0003837800.tif 000004
【図４】
0003837800.tif 000005
【図５】
0003837800.tif 000006
【図６】
0003837800.tif 000007