JPH02178821A - コードレスディジタイザ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、平らな面上の位置座標を指定するディジタイ
ザに関し、さらに詳しくは平らな面上の位置を指示する
位置指示器（フリーカーソル）がディジタイザ本体に接
続するケーブルを有しないで、位置座標の検出と複数の
入力状態の設定とを可能としたコードレスディジタイザ
に関するものである。

［従来の技術］ 面上の位置座標を決定するディジタイザは、コンピュー
タへの図形等の入力装置として広く使用されている。こ
の種のディジタイザは、座標読取機構を形成したテーブ
ルとこのテーブル上を任意に位置づけすることを可能と
した位置指示器とからなる。そして、使い勝手を向上す
るため、同一の指示位置であっても入力の際、その入力
データに意味付けを行うことができるように考慮されて
いる。この意味付けは、例えば、入力データの入力タイ
ミングを規定するものであったり、一連の入力データに
より作成される図形等の属性（色指定）の定義付けなど
である。本発明では、以下、これらの意味付けを単にｒ
入力状態の設定」というものとする。

従来のこの種装置は、ディジタイザを構成する座標読取
機構として格子状に配設された複数の導線群を有するも
のが一般的であった。そして、位置指示器は、前記導線
群に所定の誘起電圧を発生させるため、磁気発生機構を
有していた。通常、この磁気発生機構は、コイルとこの
コイルに交流電流を印加する交流電流源とにより構成さ
れる。

このような従来装置の構成においては、磁気発生機構と
座標読取機構とを接続ケーブルのないコードレスとする
ためには、位置指示器内に磁気発生機構の他に、座標読
取の開始タイミングまたは指示位置の人力状態（属性）
をディジタイザ装置に認識させる機構、例えば、超音波
発振器等を設けなければならない。したがって、位置指
示器の構成が複雑になってしまう。この場合、磁気発生
機構としては、電池を搭載するものが一般的であるが、
電池寿命の関係で不便があった。このため、磁気発生器
として永久磁石を利用したものが開発されている（例え
ば、特公昭５９−５３５６９号）。

この装置は、磁気発生器として用いる永久磁石が定常的
な磁界を発生するので、駆動線と検出線とを対として用
いている。すなわち、駆動線と検出線とを近接した状態
で配設し、駆動線に印加される交流電流により発生する
磁界を前記永久磁石の定常磁界により変化を与えること
により、位置指示器の位置座標を検出する方式のもので
ある。

また、位置データの状態認識機構のワイヤレス化として
は、例えば、特開昭６３−２９８２９号公報および特開
昭６３−５６７１６号公報に記載された装置がある。

この装置は、ディジタイザの読取領域の周囲にアンテナ
コイルを設けるとともに位置指示器内に、コイル、コン
デンサ、抵抗からなり、かつ、これらのうちコンデンサ
と抵抗の値を変化させるスイッチを有する同調回路を設
けている。そしてアンテナコイルに間欠的な交流電流を
印加し、このアンテナコイルに印加された交流電流によ
る同調回路の発生する磁界によりアンテナコイルに反射
する交流電圧の位相のずれを検出して、スイッチのオン
オフを検出してその入力データの状態を認識するもので
ある。

［発明が解決しようとする課題］ このように、従来のコードレスディジタイザとしては、
上述した磁気発生機構と状態認識機構とを組合わせたも
のが実用化されている。この方式は、電池等を使用する
ことなく使い勝手のよいすぐれた方式ではあるが、以下
のような問題点があった。

すなわち、磁気発生機構に永久磁石を用いているので、
駆動線および検出線の数が多くなってしまうこと。ｘ−
Ｙ座標位置を決定するディジタイザにおいては、Ｘ軸駆
動線群とＸ軸検出線群およびＹ軸駆動線群とＹ軸検出線
群とを必要とするので、それだけ格子状に配設する導線
群の実装密度が大きくなり、製造上の困難さがあること
。状態認識機構として、アンテナコイルを用いているの
で、導線群に加えてアンテナコイルをも設ける必要があ
り、前記導線群の実装の困難さに加えさらに回路構成を
複雑にすることなどである。

本発明は２つの周波数を合成した信号を用いることによ
り位置座標検出と複数の入力データの状態を認識可能な
コードレスディジタイザを得ることを目的とするもので
ある。

［課題を解決するための手段］ このため、この発明は、第１の方向に沿って設けられた
複数の駆動線群と、この駆動線群に対し、異なる複数の
周波数信号を合成した交流電流を順次印加する駆動回路
と、前記駆動線群に印加された複数の周波数の交流信号
のうち、いずれか−っの周波数の交流信号の共振点をも
った座標位置検出用共振回路とその他の周波数の交流信
号の共振点を持った入力状態検出用共振回路を有しそれ
ぞれ磁界を発生する位置指示器と、前記第１の方向と交
わる第２の方向に沿って設けられ、前記位置指示器の複
数の共振周波数に応じたそれぞれの磁界によって誘起さ
れた交流電圧を検出する複数の検出線群と、この検出線
群にて検出された複数の交流電圧をそれぞれ分離して目
的の出力を取り出す検出回路と、前記駆動回路と検出回
路とを制御するとともに、前記検出回路により得られた
複数のデータを演算し前記位置指示器の座標値と入力状
態を識別するようにしたものである。

［作用］ 駆動回路内の例えば２つの発振器により発生した周波数
ｆ。とｆ　２ｆｉの電圧信号が合成回路で合成され、電
流信号に変換してスキャナ部から駆動線群に流す。位置
指示器が特定の位置にあると、検出線群の中のその位置
に対応した検出線に検出信号があられれる。この検出信
号は、位置指示器の２つの共振回路の共振周波数に応じ
た振幅を持つ電圧信号が発生する。この電圧信号をバン
ドパスフィルタでｆ。とｆ　２０に分離してかつ直流電
圧に変換し、さらにＡ／Ｄ変換することによって位置指
示器の位置検出データと、入力状態検出データが求めら
れる。

［実施例］ 以下、図面に基づき本発明の一実施例を説明する。第１
図において、１はテーブル７のＸ軸方向に配設された複
数個（第１図においては、Ｘ１〜Ｘ１ｏとして１０個示
している）の駆動線群、２はこの複数個の駆動線群１に
選択的に交流信号を印加する駆動回路、３はテーブル７
上の位置を指示する移動可能な位置指示器（カーソル）
、４は上記駆動線群１と直交する複数個の検出線群、５
は検出線群４に誘起された交流電圧を選択的に検出する
検出回路、６は前記駆動回路２および検出回路５を制御
する制御回路である。

前記位置指示器３は、第２図に示すように座標位置検出
用共振回路３１と入力状態検出用共振回路３２を独立し
て設けてなるもので、このうち、座標位置検出用共振回
路３１はコイル３１１　（Ｌ□）とコンデンサ３１２　
（Ｃ，）で構成され、等価回路が第３図（、）のように
なり、共振周波数ｆ工はである。また、前記入力状態検
出用共振回路３２はコイル３２１　（Ｌ、）　、第１コ
ンデンサ３２２　（Ｃｚｏ）、第１スイツチ３２４、第
２コンデンサ３２３　（Ｃ２、）、第２スイツチ３２５
で構成され、その等価回路が第３図（ｂ）のようになり
、第１スイツチ３２４がオンされたときの共振周波数ｆ
　２１１はで、第２スイツチ３２５がオンされたときの
共振周波数ｆ　２１は である。

前記駆動回路２は、第１図に示すように、座標位置検出
用周波数ｆ１を発振する発振器２２と、入力状態検出用
周波数ｆ２゜（切換えによりｆ２１）を発振する発振器
２３と、これらｆｌとｆ２ｏ（またはｆ２□）を合成す
る合成器２４、アンプ２５、複数個の駆動線群１の特定
の駆動線に切換え接続するスキャナ部２１を有している
。このスキャナ部２１と発振器２３のｆ２゜とｆ　２１
の切換えは、ポート６３を介して制御回路６のプロセッ
サ６１により制御されている。前記検出回路５は、交流
電圧が誘起される複数個の検出線群Ｙ１〜ＹＩＯのうち
特定の検出線に切換え接続するスキャナ部５１とこのス
キャナ部５１から取り出された交流電圧を増幅するアン
プ５２、ｆｌを通すバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）５４
、ｆ　２ｆｌまたはｆ　２１を通すＢＰＦ５５、これら
のＢＰＦ５４．５５のセレクタ５６、振幅を直流電圧に
変換する変換器５７、この直流電圧をデジタル値に変換
するＡ／Ｄ変換器５３を有している。このデジタル値は
、ボート６４を介して制御回路６内のメモリ６２に一時
格納されプロセッサ６１により所定の演算が行なわれ位
置座標と入力状態が決定される。なお、この検出回路５
は、ボート６４を介して制御回路６のプロセッサ６１に
より制御されている。

つぎに本発明によるディジタイザの動作を説明する。

今、位置指示器３は、第１図に示す位置すなわち、駆動
線Ｘ１と検出線Ｙ２とが交わる付近に位置し、そのコイ
ル３１１．３２１の中心位置の位置座標を読み取る場合
を例に説明する。この場合、駆動回路２の発振器２２か
ら周波数ｆ。の電気信号が出力し、発振器２３からｆ　
２０とｆ２□の電圧信号が交互に切換えられて出力し、
これらの電気信号が合成器２４で合成され、かつ電流信
号に変換され、スキャナ部２１に送られ、駆動線群ｘ１
〜ＸＩＯに順次送りこまれる。そして制御回路６の制御
で第６図に示すように複数個の駆動線群Ｘ１〜Ｘ１０を
順次駐動している。

ここで、位置指示器３は座標位置検出用共振回路３１が
共振周波数ｆ。を有し、また、第１スイツチ３２４がオ
ンのときは共振周波数ｆ　２０を有し、第２スイツチ３
２４がオンのときは共振周波数ｆ２□を有するものとす
る。

第６図において、時点ｔ。−ｔ１間において、駆動回路
２のスキャナ部２１が駆動線Ｘ１に接続し、ｆｏの信号
と、ｆ２ｏとｆ２□とを交互に繰返えした信号とを合成
した交流電流が駆動線ｘ１に印加される。次の時点ｔ□
〜ｔ２間においては、駆動線Ｘ２に同じ交流電流が印加
され、以下、同様に次々と時点ｔ工。まで動作する。

さて、時点ｔ。−ｔ１間において、駆動線Ｘ１に交流電
流が印加されている期間、制御回路６は検出回路５のス
キャナ部５１を動作させ、すべての検出線Ｙ１〜ＹＩＯ
を走査し、このうち検出線Ｙ２にて位置指示器３のコイ
ル３１１．３２１により発生される交流磁界により誘起
される交流電圧を検出する。すなわち、駆動回路２が次
々と所定の順序で駆動線を走査し、時点ｔ。−ｔ０間に
おいて、駆動線Ｘ１に交流電流を印加すると、この期間
において、検出回路５はその検出線Ｙ２に所定のレベル
以上の誘起交流電圧を得る。この場合、位置指示器３の
コイル３１１．３２１により発生される交流磁界は、第
４図に示すように第１のスイッチ３２４がオンのときに
は共振回路３１．３２の共振周波数ｆ。とｆ　２０とに
一致する周波数を持つ交流電流に対し、大レベルの交流
磁界を発生する。従って、前記検出線Ｙ２での受信信号
の振幅は、第４図に示すようになり、周波数スペクトラ
ムは第５図のようになる。

なお、第５図において、その煩雑さを避けるため、その
駆動回路２で印加する交流電流は簡略化して示している
が、この印加電流はｆ。の信号と、ｆ　２０とｆ２□と
を交互に繰返えした信号との合成信号である。さらに、
第５図下方図に示す検出回路５の検出出力電圧は、第４
図と同様共振周波数ｆ。、ｆ　２ｆｉの合成検出電圧の
振幅の変化を現わしている。

検出線Ｙ２で検出された第５図のような周波数スペクト
ラムの信号は、アンプ５２を経てＢＰＦ５４．５５に送
られ、それぞれｆ。とｆ　２０またはｆ２□の信号に分
離される。セレクタ５６で一方のＢＰＦ５４を選択して
いる間、ｆｏに対応した検出信号の振幅値を変換器５７
で直流電圧に変換し、Ａ／Ｄ変換器５３でディジタル値
に変換し、制御回路６のメモリ６２に格納される。

同様に、前記セレクタ５６で他方のＢＰＦ５５を選択す
れば、ｆ　２ｏまたはｆ　２１に対応した検出信号の振
幅値を変換器５７で直流電圧に変換し、さらにＡ／Ｄ変
換されたディジタル値がメモリ６２に格納される。

これらのデータのうち、ｆ、に基づくデータによって位
置指示器３の位置を演算し、また、ｆ　ｚ。

またはｆ　２１に基づくデータによって入力状態を演算
出力する。

この場合、位置指示器３の第１スイツチ３２４をオフし
、第２スイツチ３２５をオンした場合には、共振回路３
２の共振周波数が第４図の点線のようにｆ２１となって
少しずれが生じ、周波数スペクトラムは第５図のＢのよ
うに完全に一致した場合より小さくなる。また、第１、
第２スイツチ３２４゜３２５のいずれもオフしている場
合には第５図のＣのようにほとんど出力がなくなる。

このような検出出力値の変化を制御回路６により認識し
位置指示器３のスイッチのオン、オフ状態を認識するこ
とができる。

なお、この場合、ｆ　２０とｆ　２１を交互に切り換え
る方式ではなく、まずｆ　２０についての入力状態の識
別を行ない、次の時点においてｆ２□の入力状態の識別
を行なうよう構成してもよい。

さらに、上述の実施例とは別の方式として、異なる入力
状態検出用周波数（ｆ、、、ｆ２□ｌｆ２□、・・・）
をそれぞれ発生する複数個の入力状態検出用発振器を設
け、これらの信号と座標位置検出用発振器からの出力信
号（ｆｏ）とを合成するように構成し、検出回路５では
これらによる検出出力信号をそれぞれの周波数に応じた
バンドパスフィルタにより弁別するよう構成することも
できる。この場合には、さらに検出速度を向上させるこ
とが可能である。

［発明の効果コ 本発明は上述のように、駆動回路は複数の発振周波数を
合成して駆動線群に加え、２つの共振回路をもつ位置指
示器で検出するようにしたので、一方の共振回路による
共振周波数で位置座標検出データが得られ、他方の共振
周波数で目的の数だけのデータの入力状態が得られる。

しかも、信号が合成されているので測定時間が短縮され
、応答速度にすぐれている。さらに、比較的簡単で使い
勝手のよいコードレスディジタイザを提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるコードレスディジタイザの１実施
例を示すブロック図、第２図は位置指示器の説明図、第
３図は同上等価回路図、第４図は周波数と受信信号の振
幅特性図、第５図は、受信信号の周波数スペクトラム図
、第６図は本発明の位置決定動作の波形図である。 ト・・駆動線群、 ３・・位置指示器、 ５・・・検出回路、 ７・・・テーブル。 ２・・・駆動回路、 ４・・・検出線群、 ６・・・制御回路、 特許出願人　グラフチック株式会社 リ驕イ電口田 １−「（ヨー く− 一一く一一−−− ←ヤ　モー

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１の方向に沿って設けられた複数の駆動線群と
   、この駆動線群に対し、異なる複数の周波数信号を合成
   した交流電流を順次印加する駆動回路と、前記駆動線群
   に印加された複数の周波数の交流信号のうち、いずれか
   一つの周波数の交流信号の共振点をもった座標位置検出
   用共振回路とその他の周波数の交流信号の共振点を持っ
   た入力状態検出用共振回路を有しそれぞれ磁界を発生す
   る位置指示器と、前記第１の方向と交わる第２の方向に
   沿って設けられ、前記位置指示器の複数の共振周波数に
   応じたそれぞれの磁界によって誘起された交流電圧を検
   出する複数の検出線群と、この検出線群にて検出された
   複数の交流電圧をそれぞれ分離して目的の出力を取り出
   す検出回路と、前記駆動回路と検出回路とを制御すると
   ともに、前記検出回路により得られた複数のデータを演
   算し前記位置指示器の座標値と入力状態を識別するよう
   にしたことを特徴とするコードレスディジタイザ。
2. （２）駆動回路は、異なる周波数の信号を発振する複数
   の発振器と、これらの信号を合成する合成回路と、駆動
   線群を順次切り換えて交流電流を印加するスキャナ部と
   からなる請求項（１）のコードレスディジタイザ。
3. （３）検出回路は、検出線群と順次切換えるスキャナ部
   、複数の周波数信号を検出するバンドパスフィルタ、複
   数の周波数信号を選択するセレクタ、振幅値を直流電圧
   に変換するＡ／Ｄ変換器からなる請求項（１）または（
   ２）のコードレスディジタイザ。