(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、
ペンの側面部分に位置し、ペン軸に平行方向に荷重を加えることによってペン軸に沿って前後方向に移動可能な操作レバーと、
前記操作レバーに対するペン先方向への荷重を検出する第１の圧力検出手段と、
前記操作レバーに対するペン先方向と反対方向への荷重を検出する第２の圧力検出手段と、
前記操作レバーと前記第１の圧力検出手段との間に設けられた第１の弾性部材と、
前記操作レバーと前記第２の圧力検出手段との間に設けられた第２の弾性部材と、
前記操作レバーに加えられた荷重の方向を検出する操作方向検出手段と、を設けたことを特徴とする位置指示器。
【請求項２】
前記第１の圧力検出手段により検出された値と前記第２の圧力検出手段により検出された値とで大きさを比較するようにして前記操作方向検出手段を構成したことを特徴とする請求項１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、位置検出装置に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（先願１）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検出される筆圧情報を用いて線の太さや色の濃さなどを自由に調節しながら図形等の入力を行うことができるようになった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、先願１などで示された従来の筆圧ペンでは筆圧をアナログ的に検出して線の太さ若しくは色の濃さなどに対応させることはできたが、複数のアナログ的情報を入力することができなかった。
【０００４】
また、図形の拡大や縮小などを行う場合、毎回ペンを移動してメニュー選択しながら行わなければならないため作業効率が悪いという問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、ペン形状の位置指示器として、筆圧とともに複数のアナログ的情報を入力でき操作効率の良い位置指示器を提供することにある。
【０００６】
また、本発明の他の目的は、ペン形状の位置指示器として、メニュー選択のためにペンを移動したりすることなく図形の拡大や縮小などを素早く操作できて作業効率の良い位置指示器を提供することにある。
【０００７】
【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、ペンの側面部分に位置し、ペン軸に平行方向に荷重を加えることによってペン軸に沿って前後方向に移動可能な操作レバーと、前記操作レバーに対するペン先方向への荷重を検出する第１の圧力検出手段と、前記操作レバーに対するペン先方向と反対方向への荷重を検出する第２の圧力検出手段と、前記操作レバーと前記第１の圧力検出手段との間に設けられた第１の弾性部材と、前記操作レバーと前記第２の圧力検出手段との間に設けられた第２の弾性部材と、前記操作レバーに加えられた荷重の方向を検出する操作方向検出手段と、を設けたことを特徴とする位置指示器を提案する。また、前記第１の圧力検出手段により検出された値と前記第２の圧力検出手段により検出された値とで大きさを比較するようにして前記操作方向検出手段を構成したことを特徴とする位置指示器を提案する。
【０００８】
【作用】
操作レバーに対してペン先方向への荷重は第１の圧力センサーへ伝達され、ペン先方向へかけられた荷重の大きさが検出される。
【０００９】
また、操作レバーに対してペン先方向と反対方向への荷重は第２の圧力センサーへ伝達され、ペン先方向と反対方向へかけられた荷重の大きさが検出される。
【００１０】
操作レバーに対してペン先方向への荷重がかけられた場合には、第１の圧力センサーによって検出される値が第２の圧力センサーによって検出される値よりも大きくなり、操作レバーに対してペン先方向と反対の方向に荷重がかけられた場合には、第２の圧力センサーによって検出される値が第１の圧力センサーによって検出される値よりも大きくなる。
【００１１】
【実施例】
図１は本発明による位置指示器の実施例を示すもので、ペン軸に沿って前後方向に操作するレバーが側面に設けられている。このレバーに対する操作情報の利用方法としては、たとえば、このレバーを（ペン先方向に）押せばディスプレイに表示された図形を拡大し、引けば図形を縮小するなどの操作を行なったりすることができる。また、操作する力の大きさによって拡大や縮小の速度を変えたりすることもできる。
【００１２】
図２は図１に示した位置指示器の内部構造を示した図である。図２に示すように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、および筆圧を検出する筆圧センサーが設けられている。
【００１３】
また、ペンの側面には操作によって前後に移動可能なレバーがあり、レバーには筐体に固定された支点が設けられており支点を中心に回転移動するようになっている。またレバーへの操作を圧力として検出できるように第１および第２の圧力センサーと各圧力センサーとレバーとの間にスプリングが設けられている。これらの構成は本発明の特長の一つである。
【００１４】
本実施例では、筆圧を検出する筆圧センサーは圧力によって容量の変化するコンデンサーが用いられている。またレバーに対する操作圧力を検出する第１の圧力センサーおよび第２の圧力センサーは、圧力によって抵抗値が変化する感圧導電ゴムと電極とを重ねることによって構成されている。
【００１５】
図３は本実施例の電気回路を示したものである。図４は回路図中ａ〜ｈ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３中、３０１はコイル、３０２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３０３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３０３にはスイッチ３０４が接続されており制御信号ｈ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３０３にはダイオード３０５、抵抗３０６、コンデンサ３０７、およびバッファアンプ３０８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３０６およびコンデンサ３０７とで構成される積分回路の時定数が決められている。
【００１８】
３１３はＤフリップフロップ、３１４は抵抗、３１５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３０３にはダイオード３０９、抵抗３１０、コンデンサ３１１、およびバッファアンプ３１２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３１０およびコンデンサ３１１とで構成される積分回路の時定数が決められている。
【００２０】
３１６は抵抗、３１７は図２における筆圧センサーに相当する筆圧に応じて容量が変化する可変コンデンサ、３１８はインバーターアンプ、３１９はアンドゲートで、これらの回路により可変コンデンサー３１７によって設定される筆圧に応じてパルス幅が変化する信号ｆを得る。
【００２１】
３２０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３２１を介して共振回路３０３に接続されている。カウンター３２０には信号ｆが接続されており、筆圧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３０３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。即ち筆圧が大きいほど信号ｆのパルス幅は大きくなるためカウンタ３２０の出力値Ｑ0〜Ｑ7も大きくなる。
【００２２】
３２５は第２の圧力センサーに相当する可変抵抗、３２６はコンデンサ、３２７はバッファアンプで、第２の圧力センサー３２５に加えられる圧力によって立ち上がり時刻が変化する信号がバッファアンプ３２７の出力より得られる。即ち、第２の圧力センサー３２５に加えられる圧力が大きいほどバッファアンプ３２７の出力信号は早く立ち上がる。
【００２３】
３２８はこれら２つのバッファアンプの出力のうち早く立ち上がった方のタイミングを検出するためのＮＯＲゲートである。３２９はアンドゲートで、第１の圧力センサーと第２の圧力センサーとで大きい方の圧力値に相当するパルス幅を
有する信号ｇを出力する。
【００２４】
第１の圧力センサーおよび第２の圧力センサーとして圧力によって抵抗値が変化する感圧導電ゴムを用いているため、信号ｇのパルス幅は信号ｆとは反対となり、圧力が大きいほどパルス幅は小さくなる。そこで、このパルス幅をデジタル変換するカウンター３３０としては減算式のものを用いている。即ち、カウンター３３０はリセット状態（信号ｇ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づつ減少し、２５６回以上クロックが入力されても出力はオール０を維持するように動作する。
【００２５】
３３１はフリップフロップで、バッファアンプ３２４およびバッファアンプ３２７の出力のうちどちらが早く立ち上がったかを検出して０または１で出力する。即ち、第１の圧力センサーに加えられる荷重が第２の圧力センサーに加えられる荷重よりも大きい場合にはバッファアンプ３２４の出力のほうが早く立ち上がり、バッファアンプ３２７の出力はこれよりも遅れて立ち上がるため、フリップフロップ３３１の出力はハイレベルを維持する。また、第１の圧力センサーに加えられる荷重が第２の圧力センサーに加えられる荷重よりも小さい場合にはこれとは反対となりフリップフロップ３３１の出力はロウレベルを維持する。
【００２６】
３３２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３２０から出力される筆圧をデジタル化した８ビットデータ、カウンター３３０から出力されるレバーへの操作荷重をデジタル化した８ビットデータ、およびフリップフロップ３３１から出力されるレバーへの操作方向を表す１ビットデータの合計１７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３３３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ｈが得られる。この信号ｈによってスイッチ３０４が開閉制御されることにより、タブレット側では筆圧をデジタル化した８ビットデータ、レバーへの操作荷重をデジタル化した８ビットデータ、およびレバーへの操作方向を表す１ビットデータの合計１７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ｈ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ｈが”１”のときにはタブレット側で信号が検出されない。このようにして筆圧およびレバーへの操作情報がタブレット側で検出される。
【００２７】
なお、本実施例ではスプリングを入れることによってレバーが荷重に応じて移動するようにしたため、レバーにかけられた圧力を指先の移動としても認識できレバーの操作がより行いやすくなっているが、レバーが移動しないような構成としてもよい。
【００２８】
また、本実施例ではレバーに加えられる荷重を圧力センサーによって検出しているが、回転式あるいはスライド式の可変抵抗を用いて、レバーに加えられる荷重をレバーの移動量として検出するような構成としてもよい。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、ペンの側面部分にペン軸に平行方向に荷重を加えることによって操作可能な操作レバーおよび、操作レバーに加えられる荷重の大きさを検出する圧力検出手段を設けるとともに、操作レバーに加えられる荷重の方向を検出するようにしたため、筆圧とともに側面部分に設けた操作レバーによるアナログ的情報を入力できるため操作効率の良い位置指示器を実現することができる。
【００３０】
また、レバーによって図形の拡大や縮小などを素早く操作できて従来のようにメニュー選択のためにペンを移動したりする必要が無いため作業効率の良い位置指示器を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による位置指示器の実施例を示す図
【図２】  位置指示器の内部構造を示した図
【図３】  本実施例の電気回路図
【図４】  回路図中ａ〜ｈに示した各部の波形を示した図
【符号の説明】
３０１  コイル
３０２  コンデンサ
３０３  共振回路
３０４  スイッチ
３０５  ダイオード
３０６  抵抗
３０７  コンデンサ
３０８  バッファアンプ
３０９  ダイオード
３１０  抵抗
３１１  コンデンサ
３１２  バッファアンプ
３１３  Ｄフリップフロップ
３１４  抵抗
３１５  コンデンサ
３１６  抵抗
３１７  筆圧に応じて容量が変化する可変コンデンサ
３１８  インバーターアンプ
３１９  アンドゲート
３２０  カウンター
３２１  カップリングコンデンサ
３２５  第２の圧力センサーに相当する可変抵抗
３２６  コンデンサ
３２７  バッファアンプ
３２８  ＮＯＲゲート
３２９  アンドゲート
３３０  カウンター
３３１  フリップフロップ
３３２  パラレルシリアル変換回路
３３３  アンドゲート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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