JPH0131206B2

JPH0131206B2 -

Info

Publication number: JPH0131206B2
Application number: JP58060982A
Authority: JP
Inventors: Bunji Uchama
Original assignee: Hitachi Seiko Ltd
Current assignee: Via Mechanics Ltd
Priority date: 1983-04-08
Filing date: 1983-04-08
Publication date: 1989-06-23
Also published as: JPS59188789A

Description

【発明の詳細な説明】本発明はタブレツト上に存在するペン又はカー
ソル等の位置を検出する座標検出装置に関する。

座標検出装置は、ペン又はカーソルと、このペ
ン又はカーソルに正弦波電圧を供給する装置と、
検出導線が配されたＸ軸用ベース、Ｙ軸用ベース
およびセレクタ導線が配された座標域検出用ベー
スを有するタブレツトと、前記検出導線およびセ
レクタ導線に発生する信号を演算処理してタブレ
ツト上のペン又はカーソルのＸ座標およびＹ座標
を求める装置等で構成されている。

第１図はこのような従来の座標検出装置のブロ
ツク図、第２図ａは第１図に示すタブレツト上の
検出導線およびセレクタ導線の配置図、第２図
ｂ，ｃは上記各導線で検出される検出値のグラフ
である。図で、１は所定周波数のクロツクパルス
を発生する発振器、２は発振器１のクロツクパル
スを分周する分周器、３は分周器２の矩形波を正
弦波に変換するフイルタ、４はこの正弦波を増幅
する増幅器、５は増幅された正弦波が供給される
コイル６を有するスタイラスペンである。７はＸ
軸用、Ｙ軸用および座標域検出用の各ベースより
成るタブレツトである。第２図ａにＸ軸用ベース
に配置された２つの検出導線（以下、これら検出
導線をそれぞれcos線、sin線と称する。）および
座標域検出用ベースに配置されたセレクタ導線が
示されている。なお、Ｙ軸用ベースにおけるcos
線、sin線の配置およびセレクタ導線との関連は
Ｘ軸用ベースと同じであり、ただ、配置が90度異
なるのみであるから、以下、Ｘ軸についてのみ説
明する。

第２図ａで、８はcos線、９はsin線で、それぞ
れ電気角90゜の位相差をもつてベース上に蛇行状
に配置されている。図で、cos線８は実線で、又、
sin線９は破線で示されている。一方、１０は座
標域検出用ベース上に配置されたセレクタ導線で
あり、櫛歯状に形成されている。セレクタ導線１
０は太線で図示されており、その櫛歯の間隔は
cos線９およびsin線１０の１周期の間隔と一致
し、cos線９およびsin線１０に対して図示のよう
な配置になるように両ベースが重ね合わされてい
る。Tcはcos線８の端子、Tsはsin線９の端子、
T₀〜T₄はセレクタ導線の各櫛歯の端子である。

第１図に戻つて、１１は、スタイラスペン５が
タブレツト７上に置かれたとき各端子Tc，Ts、
T₀〜T₄に生じる信号を順次切換えて出力するセ
レクタ、９，１０はそれぞれcos線、sin線の信号
を増幅する増幅器、１４は加算器である。加算器
１４は偏相用コンデンサ１４ａ、抵抗１４ｂより
成り、cos線９に発生した信号およびsin線１０に
発生した信号に基づいて、例えばcos線９の１周
期内において、基準位置からスタイラスペン５が
置かれている位置間の距離に対応した位相差（前
記フイルタ３から出力される正弦波に対する位相
差）の正弦波を出力する。１５は増幅器、１６は
この正弦波信号のレベルを判別する比較器であ
る。１７は分周器２からの矩形波の立上がりでセ
ツトされ、比較器１６からの信号でリセツトされ
るカウンタであり、このセツトとリセツトの間に
発振器１からのクロツクパルスを導入してその数
をカウントする。このカウントされた数は、前述
の位相差、即ち、cos線９の１周期内における基
準位置からスタイラスペン５までの距離に比例す
る。以下、上記カウントされた数に対応する距離
をPD値と称する。第２図ｂにこのPD値Ｎが示さ
れている。

１８はセレクタ導線１０の各端子T₀〜T₄……
がセレクタ１１において順次切換えられる（スキ
ヤンニングされる）ことによりスタイラスペン５
が置かれている櫛歯間から出力される信号を増幅
する増幅器、１９は増幅器１８の出力値を保持す
るホールド回路、２０はホールド回路１９に保持
された出力値を相当するデイジタル値に変換する
Ａ／Ｄ変換器である。２１はカウンタ１７および
Ａ／Ｄ変換器２０からの信号を入力し、これらの
信号に基づいて、タブレツト７上におけるスタイ
ラスペン５の座標を演算する信号処理装置であ
る。即ち、セレクタ導線１０の信号により、スタ
イラスペン５がどの櫛歯間にあるかが検出され、
又、カウンタ１７から得られるPD値によりcos線
９の１周期内におけるスタイラスペン５の位置が
判明するので、これからのスタイラスペン５の座
標の演算が可能となる。なお、信号処理装置２１
はセレクタ１１に対して各端子の切換（セレクタ
端子のスキヤンニングを含む）指令をも行なう。

ところで、上記座標検出装置において、スタイ
ラスペン５がタブレツト７の面に対してほぼ垂直
に置かれる場合は、セレクタ導線１０の該当する
櫛歯間のみに出力信号が現れるので座標域検出に
問題はない。しかしながら、一般に、スタイラス
ペン５の使用に際しては、これをタブレツト７の
面に対して相当傾斜させる場合が多く、この場
合、セレクタ導線１０には、スタイラスペン５が
存在する櫛歯間ばかりでなく、隣接する櫛歯間に
も信号が発生し、正確な座標検出が不可能とな
る。このような状態を避けるため、従来、セレク
タ導線１０による座標域の検出には第２図ａ，ｃ
に示すような手段が採用されていた。即ち、セレ
クタ導線１０の隣接する櫛歯間を順次スキヤンニ
ングしてゆくのではなく、１つ飛ばしてスキヤン
ニングしてゆく方法である。第２図ａに示すよう
に、先づ、端子T₁，T₃間、次に端子T₂，T₄間、
次に端子T₃，T₅間というようにスキヤンニング
してゆくのである。以下、これらの端子間をメツ
シユ、何番目のメツシユかを示す番号をメツシユ
番号と称する。第２図ａで、端子T₁，T₃間はメ
ツシユ０番（メツシユNo.０）、端子T₂，T₄間はメ
ツシユ１番（メツシユNo.）………となる。

第２図ｃは、スタイラスペン５を傾けたときの
セレクタ導線１０の各メツシユの検出電圧を示
す。今、例えばスタイラスペン５がタブレツト７
上の点Ａに置かれているとする。この場合、セレ
クタ導線１０においては、メツシユNo.０で電圧
V_a2が、メツシユNo.で電圧V_a1が、メツシユNo.
で電圧V_a3が生じる。この電圧はそれぞれホー
ルド回路１９、Ａ／Ｄ変換器２０を経て信号処理
装置２１に入力される。信号処理装置２１では、
各電圧の値が比較されるとともに、各値が発生し
た順番がチエツクされ、この場合、中間値V_a2、
大きな値V_a1、小さな値V_a3の順番で発生したの
で、スタイラスペン５は３つのメツシユのうちの
中間のメツシユ、即ち、メツシユNo.にあると判
断する。そして、座標原点が端子T₁を通る垂直
線上にあると仮定すると、スタイラスペン５のＸ
軸座標は、そのメツシユ番号にメツシユのピツチ
の1/2を乗じ、得られた数にこの場合のPD値Na
を加算した値X_Aとなる。又、スタイラスペン５
が点Ｂにある場合、メツシユNo.０、メツシユNo.
、メツシユNo.においてそれぞれ電圧V_b3，V_b
_１，V_b2が順に発生し、その大きさの順は、小、
大、中となるので、信号処理装置２１では点Ｂが
最後のメツシユ、即ち、メツシユNo.にあると判
断し、２にメツシユピツチの1/2を乗じ、その値
にPD値Nbを加算してＸ座標値X_Bを得る。以上
のことから、点Ａ、又は点Ｂの検出には、セレク
タ導線１０の検出手順を３回行なう必要がある。
又、点Ｃにおいては、検出手順を２回行なう必要
がある。

このように、セレクタ導線による従来の座標域
検出においては、３つの電圧が検出される場合が
存在するので、１つの電圧が検出されたとき、必
ず、その後２回の検出処理を行なわねばならず、
検出処理回路および判定条件の数が多くなり、座
標域検出処理回数が多くなること、および、２つ
の電圧が検出された場合と３つの電圧が検出され
た場合のそれぞれの電圧の大小関係と発生順に基
づいて判定を行なわねばならず、判定条件の数が
多くなることから、座標域検出が極めて複雑にな
るという欠点があつた。

本発明の目的は、上記欠点を除き、座標域の検
出をより一層容易に行なうことができる座標検出
装置を提供するにある。

この目的を達成するため、本発明は、cos線、
sin線の半周期毎にセレクタ導線を配置するとと
もに、セレクタ導線の出力電圧をある定められた
設定値と順次比較し、この設定された電圧以上の
電圧が発生したとき、その電圧発生の回数および
そのときのセレクタ導線の位置に基づいてスタイ
ラスペン等の励磁装置が存在するセレクタ導線の
座標域を求め、この求められた座標域と前記cos
線、sin線の１周期内における励磁装置の位置と
に基づいて、励磁装置の座標を演算するようにし
たことを特徴とする。

以下、本発明を第３図および第４図に示す実施
例に基づいて説明する。

第３図は本発明の実施例に係る座標検出装置の
タブレツト上の各導線の配置図である。本実施例
において、cos線８およびsin線９の配置は第２図
ａに示す従来例のものと同じである。２２はセレ
クタ導線である。セレクタ導線２２は従来例のも
のと同じく櫛歯状に形成されているが、従来例の
セレクタ導線１０が、cos線８、sin線９の１周期
に等しいピツチの櫛歯を有するのに対して、本実
施例のセレクタ導線２２は、cos線８、sin線９の
半周期に等しいピツチの櫛歯を有する。T₀〜T₅
は各櫛歯の端子であり、端子T₁，T₃間が０番の
メツシユ、端子T₂，T₄間が番のメツシユ、端
子T₃，T₅間が番のメツシユとなる。このよう
に、メツシユのピツチも従来のセレクタ導線１０
のピツチの1/2となる。

第４図は本発明の実施例に係る座標検出装置の
一部のブロツク図である。図で、第１図に示す部
分と同一部分には同一符号が付してある。なお、
第１図における発振器１からスタイラスペン５に
至る系統、タブレツト、cos線およびsin線の信号
の処理系統については図示が省略されている。本
実施例がさきの実施例と異なるのは、増幅器１８
で増幅されたセレクタ導線２２の信号を、ある定
められた設定電圧と比較する比較器２３を設けた
点にある。比較器２３はこの設定電圧以上の電圧
が入力されたとき信号を出力し、その信号はホー
ルド回路１９で保持され、Ａ／Ｄ変換器２０でデ
イジタル値に変換され、信号処理装置２１に入力
される。

次に、本実施例の動作を第５図ａ乃至ｅに示す
各導線配置図、PD値およびセレクタ電圧波形図
を参照しながら説明する。

第５図ａは第３図に示すcos線８、sin線９、セ
レクタ線２２の配置と同一の配置を示す図であ
り、第（ｎ−２）番の端子T_o-2から第（ｎ＋３）
番の端子T_o+3の部分の各線の配置を示す。又、
第５図ｂは、第５図ａに対応するPD値を示す。
今、スタイラスペン５をタブレツト７の面にほぼ
垂直に置いたとすると、端子T_o-2と端子T_oの間
｛第（ｎ−３）番のメツシユ｝、……………、端子
T_o+1と端子T_o+3の間に発生するセレクタ導線２
２の電圧は第５図ｃに示す電圧となる。又、スタ
イラスペン５を例えば左に傾けると各端子間の電
圧は第５図ｄに示すようになり、右に傾けると第
５図ｅに示すようになる。さらに、比較器２３に
おける設定電圧の値は第５図ｃ〜ｅに示す電圧レ
ベルV_sであるとする。なお、第２図において、
座標の原点が端子T₁の垂直線上にあるとすると、
第５図におけるｎは奇数端子となる。又、以下の
説明において、各メツシユの２つの端子のうち、
原点に近い番号の小さな方の端子をそのメツシユ
のセレクタ端子とする。例えば、端子T_o-2、T_o
間である第（ｎ−３）番のメツシユのセレクタ端
子は端子T_o-2である。

ここで、本実施例における、座標域の判定を含
めた座標の演算について述べる。設定電圧V_sは
セレクタ導線２２の電圧が、スキヤンニング中に
３回検出されるのを避けることができるレベルに
設定されている。したがつて、その検出回数は１
回又は２回となる。まず、セレクタ導線２２の電
圧が１回検出された場合、(1)セレクタ端子が奇数
のとき、(2)セレクタ端子が偶数で、かつ、PD値
が０から最大値の1/2未満にあるとき、(3)セレク
タ端子が偶数で、かつ、PD値が最大値の1/2以上
のとき、以上の３つに分けて座標域の判定をし、
座標の演算を行なう。(1)のとき、原点からセレク
タ端子までの距離（セレクタ端子の番号から１を
減じた数にセレクタ導線２２のピツチを乗じた
数）にPD値を加算するとＸ軸座標が算出される。
(2)のとき、次のセレクタ端子（メツシユの中間に
ある端子）までの距離にPD値を加算する。(3)の
とき、１つ番号の少ないセレクタ端子までの距離
にPD値を加算する。

次に、セレクタ導線２２の電圧が２回検出され
た場合は最初に検出されたメツシユについてのみ
次の判断をする。（1′）そのときのPD値が０から
最大値の1/2未満であるか、（2′）そのときのPD
値が最大値の1/2以上であるか。（1′）の場合、原
点から次のセレクタ端子までの距離にPD値を加
算して座標が算出される。（2′）の場合、そのセ
レクタ端子までの距離にPD値を加算して座標が
算出される。

以上述べた座標の演算を、スタイラスペン５が
第５図ａに示す点Ｄおよび点Ｅに置かれている場
合についてみると次のようになる。まず、点Ｄに
スタイラスペン５が垂直に置かれたとき、第５図
ｃに示すように、端子T_o-1、T_o+1間の第（ｎ−
２）番メツシユにおいてセレクタ電圧V_d1が検出
され、この電圧V_d1は設定電圧V_sより大きいの
で、比較器２３からは検出信号が出力される。こ
の場合の検出は、当該メツシユにおいてのみの１
回検出である。一方、カウンタ１７のカウント数
は信号処理装置２１に入力され、PD値が算出さ
れており、又、セレクタ端子のスキヤンニングは
信号処理装置２１の指令で行なわれるので、この
場合のセレクタ端子が端子T_o-1であることは判
つている。これらの事項から、検出回数１、セレ
クタ端子偶数、PD値は最大値の1/2以上、即ち、
前述の(3)の条件に該当することが、信号処理装置
２１で判断される。したがつて、点ＤのＸ軸座標
は、この場合のセレクタ端子T_o-1より１つ番号
の少ないセレクタ端子T_o-2までの距離、即ち、
（ｎ−３）にセレクタ導線２２のピツチを乗じた
数にPD値を加算することにより算出される。

点Ｄにスタイラスペンが左に傾けられた状態で
置かれた場合、第５図ｄに示すように、上述の場
合と同じ第（ｎ−２）番メツシユにおけるセレク
タ電圧V_d2の１回検出となるので、全く同一の判
断および演算が行なわれて座標が算出される。

点Ｄにスタイラスペン５が右に傾けられた状態
で置かれた場合、第（ｎ−３）番メツシユで電圧
V_d3が、続いて第（ｎ−２）番メツシユで電圧V_d
_４が検出される２回検出となる。したがつて、最
初の第（ｎ−３）番メツシユの検出のみについて
判断する。この場合、PD値は最大値の1/2以上に
あるので、前記（2′）の条件に該当し、第（ｎ−
３）番メツシユのセレクタ端子T_o-2までの距離
にPD値を加算して上述の場合と同様に点Ｄの座
標が算出される。

次に、点Ｅにスタイラスペン５が垂直に置かれ
た場合、第５図ｃに示すように、端子T_o-1、T_o
₊₁間の第（ｎ−２）番メツシユにおいてセレクタ
電圧V_e1が検出される。この場合の条件は、検出
回数１、セレクタ端子偶数、PD値は最大値の1/2
より少ないので前述の(2)の条件に該当する。した
がつて、点ＥのＸ軸座標は、この場合のセレクタ
端子T_o-1の次のセレクタ端子T_oと原点との間の
距離、即ち、（ｎ−１）にセレクタ導線２２のピ
ツチを乗じた数にPD値を加算することにより算
出される。スタイラスペン５が右に傾けられた状
態で点Ｅに置かれた場合も、第５図ｅに示すよう
に、同一メツシユで電圧V_e4が１回検出されるこ
ととなり、全く同様にして座標の算出が行なわれ
る。

スタイラスペン５が左に傾けられた状態で点Ｅ
に置かれた場合、第５図ｄに示すように、第（ｎ
−２）番メツシユにおける電圧V_e3および第（ｎ
−１）番メツシユにおける電圧V_e2の２回検出と
なる。したがつて、最初の検出である第（ｎ−
２）番メツシユの検出について判断する。この場
合、PD値は最大値の1/2未満であるので、前述の
（1′）の条件に該当し、このセレクタ端子T_o-1の
次のセレクタ端子T_oと原点との間の距離にPD値
を加算して、上述と同様に点Ｅの座標が算出され
る。

なお、この実施例の場合、セレクタ端子の番号
は原点から順に付されており、かつ、セレクタ端
子のスキヤンニングは端子番号の小さな方から大
きな方に行なわれるものとする。

このように、本実施例では、cos線、sin線の半
周期毎にセレクタ導線を配置し、ある定められた
設定電圧以上のセレクタ電圧のみ検出するように
し、１回検出と２回検出のそれぞれの場合につい
てセレクタ端子番号とPD値に基づいて演算を行
なうようにしたので、セレクタ電圧の検出回数を
２回に減少せしめることができ、かつ、これに伴
ない判定条件の数も減少せしめることができ、従
来装置の座標検出に比べて格段に検出が容易かつ
正確になる。又、cos線、sin線のピツチを大きく
することによりタブレツトの厚みを厚くすること
ができ、後方から投光する型の座標検出装置にお
いて各導線の影がタブレツト表面上に現出するの
を排除することが知られているが、従来のcos線、
sin線の１周期毎にセレクタ導線を配置する構成
ではセレクタ検出電圧が低下して所期の検出を行
なうことが困難となるが、本実施例ではその半周
期毎にセレクタ導線を配置したので、たとえcos
線、sin線のピツチを大きくしてもセレクタ検出
電圧の低下はなく、正確な検出を行なうことがで
きる。

なお、上述の実施例において、比較器２３の出
力を高レベル、低レベルの２値信号として信号処
理装置に直接入力することもできる。又、前述の
条件判断においては、セレクタ端子番号でなくメ
ツシユ番号を基にすることもできる。

以上述べたように、本発明では、基板上に配置
された２つの導線の半周期の間隔でセレクタ導線
を配置し、ある定められた設定電圧以上のセレク
タ電圧のみ検出し、検出回数、セレクタ導線の位
置、PD値に基づいてスタイラスペン等の励磁装
置の位置を求めるようにしたので、座標域の検出
回数を２回にとどめることができ、検出を容易か
つ正確に行なうことができ、又、セレクタ検出電
圧の低下も防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の座標検出装置のブロツク図、第
２図ａ，ｂ，ｃはそれぞれ第１図に示す装置の検
出導線配線図、PD値およびセレクタ検出電圧波
形図、第３図は本発明の実施例に係る座標検出装
置の検出導線配線図、第４図は本発明の実施例に
係る座標検出装置の一部のブロツク図、第５図
ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅは第３図および第４図に示す
実施例の動作を説明する検出導線配線図、PD値、
セレクタ検出電圧波形図である。５……スタイラスペン、７……タブレツト、８
……cos線、９……sin線、１１……セレクタ、１
４……加算器、１６，２３……比較器、１７……
カウンタ、２１……信号処理装置、２２……セレ
クタ導線。

Claims

【特許請求の範囲】

１所定の発振周波数で励磁される励磁装置と、
所定の周期をもつて蛇行状に基板に配置されると
ともに前記励磁装置の位置に応じた電圧を出力す
る２つの導線と、前記電圧に基づいて前記導線の
前記周期内における前記励磁装置の位置を演算す
る演算手段とを備えた座標検出装置において、前
記各導線の前記周期の1/2の間隔で配置したセレ
クタ線と、これら各セレクタ線の出力電圧をある
定められた設定電圧と順次比較してこの設定電圧
以上の出力電圧があつたとき信号を発生する比較
器と、この比較器から信号が発生したときにその
発生回数とそのときのセレクタ線の位置と前記演
算手段で得られた値とに基づいて前記励磁装置の
座標を求める処理手段とを設けたことを特徴とす
る座標検出装置。