JPH0248724A - コードレスタブレット - 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］ 本発明は、面上の位置座標を決定するタブレットに関す
る。さらに、詳しく言えば、タブレット面上の位置を指
示する位置指示器がタブレット本体に接続するケーブル
を有しないコードレスタブレットに関する。

〔従来の技術〕

面上の位置座標を決定するタブレットは、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
種のタブレットは、座標読取機構が形成されたテーブル
とこのテーブル上を任意に位置づけることが可能な位置
指示器を有している。さらに、その使い勝手を向上する
ため、指示位置の入力の際、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、あるいは、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）の定義付けである。この
明細書においては、これらの意味付けを単に入力状態（
属性）の設定ということにする。従来のこの種装置は、
タブレット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、上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および座標読取
の開始タイミングまたは指示位置の人力状態（属性）を
タブレット装置に認識させる機構、例えば、超音波発信
器等を設けなければならず、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、駆動線とセンス線とを対とし
て用いている。すなわち、駆動線とセンス線とを近接し
た状態で配設し、駆動線に印加される交流電流により発
生する磁界を上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、タブレット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とコンデン
サおよび抵抗とから成り、かつ、これらのコンデンサお
よび抵抗の値を変化させるスイッチを有する同調回路と
を設けている。アンテナコイルに間欠的な交流電流を印
加し、上記アンテナコイルに印加された交流電流による
上記同調回路の発生する磁界により上記アンテナコイル
に反射する交流電圧の位相のずれを検出して、上記スイ
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。

［発明が解決しようとする問題点］ このように、従来のコードレスタブレットとしては、上
述した磁気発生機構と状態認識機構とを組み合わせたも
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、
駆動線およびセンス線の数が多くなってしまう。Ｘ−Ｙ
座標位置を決定するタブレットにおいては、ＸＩｍ駆動
線群とＸ軸センス線群およびＹ軸駆動線群とＹ軸センス
線群とを必要とし、その分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った。

また、状態認識機構として、上記のアンテナコイルを用
いているので、上述の導線群に加えてアンテナコイルを
も設ける必要があり、上記困難さとともに回路構成をそ
の分複雑にする。

〔問題点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、上記
駆動線群に対し、周波数が所定の時間間隔で変化する交
流電流を印加する駆動回路と、上記駆動線群に印加され
た交流電流に対し同調する同調回路であって、同調周波
数を変化させるスイッチを有し磁界を発生する位置指示
器と、上記第１の方向と交わる第２の方向に沿って設け
られ、上記位置指示器の磁界に応じて上記同調周波数と
一致する周波数の交流電圧が誘起される複数のセンス線
群と、上記センス線群に誘起された交流電圧を選択的に
取り出すセンス回路と、上記駆動回路とセンス回路とを
制御するとともに、上記センス回路により得られたデー
タを演算し、上記位置指示器の位置を決定し、かつ、そ
の周波数に応じて指示データの状態を認識する制御回路
とを有している。

〔作用〕

駆動線群に印加された所定の時間間隔で周波数が変化す
る交流電流は、位置指示器により、所定の時間間隔で変
化する周波数を有した交流磁界に変換される。この交流
磁界は、センス線群に与えられる。

センス線群に与えられた交流磁界により、センス線群に
所定の時間間隔で周波数が変化する交流電圧が誘起され
る。この誘起電圧は、その周波数が同調周波数と一致し
た時大きな振幅となる。この大振幅の誘起電圧を検出し
、その周波数を装置は認識する。

［実施例］ まず、第１図を参照して装置の全体的構成を説明する。

第１図において、１は例えばＸ軸方向に配設された複数
個（第１図においては、Ｘ１〜Ｘ１０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に選択
的に交流信号を印加する駆動回路、３はコイル３１とコ
ンデンサ３２から成る同調回路とこの同調回路のコンデ
ンサの容量を変化させるとともにその指示位置の入力状
態を設定するスイッチ３３を有する位置指示器、４は上
記駆動線群１と直交する複数個のセンス線群、５はセン
ス線群４に誘起された交流電圧を選択的に検出するセン
ス回路、６は上記駆動回路２およびセンス回路５を制御
する制御回路である。

位置指示器３は、第１図には、図面の繁雑さを避けるた
め簡略化して描いているが、実際のものは、第２図に示
す構成を有している。すなわち、コイル３１と、容１ｃ
。の基準コンデンサ３２０、容（ｉＣｌの第１のコンデ
ンサ３２１、容量Ｃ２の第２のコンデンサ３２２、容量
Ｃ８の第３のコンデンサ３２３および容量Ｃ４の第４の
コンデンサ３２４とそれぞれのコンデンサを切り換え接
続する４個のスイッチ３３１．３３２．３３３および３
３４を有している。この４個のスイッチがいずれもオフ
の時、容量Ｃ０の基準コンデンサ３２０が作用する同調
回路が形成される。第１のスイッチ３３１がオンされた
時には、容量ＣＩの第１のコンデンサ３２１と容量Ｃ０
の基準コンデンサ３２０との合成容量を有する同調回路
が形成される。以下、同様に第２のスイッチ３３２がオ
ンの時、第２のコンデンサ３２２と基準コンデンサ３２
０とが作用する同調回路が形成され、第３のスイッチ３
３３がオンの時は、第３のコンデンサ３２３と基準コン
デンサ３２０とが作用する同調回路が、第４のスイッチ
３３４がオンの時は、第４のコンデンサ３２４と基準コ
ンデンサ３２０とが作用する同調回路が形成される。こ
れらのスイッチをオンオフすることにより、同調回路の
発信する交流磁界の同調周波数を変化させることができ
る。

駆動回路２は、第３図に示すように、複数個の駆動線群
２の特定の駆動線に切換え接続するスキャナ部２１と可
変周波数交流電流源２２を有している。

スキャナ部２１は、ボート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。可変周波数交流電
流源２２は、図示してはいないがＰＬＬ回路により制御
回路６のプロセッサ６１の制御のもとで所定の時間間隔
でその周波数が変化する交流電流を発生ずる。また、セ
ンス回路５は、交流電圧が誘起される複数個のセンス線
群のうちの特定のセンス線に切り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
を所定増幅する増幅器５２と上記交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６５を介して制御卸回路６内のメモリ６
２に一時格納されプロセッサ６１により所定の演算が行
われ位置座標が決定される。なお、このセンス回路５は
、ボート６５を介して制御回路６のプロセンサ６１によ
りｆｔｄＪ？卸されている。

次に、第４図、第５図および第６図を用いてこの実施例
装置の座標読取動作を説明する。

今、位置指示器３は、第１図に示す位置すなわち、駆動
線Ｘ４とセンス線Ｙ５とが交わる付近に位置付けられ、
そのコイル３１の中心位置の位置座標を読み取る場合を
考える。この場合、駆動回路２は、制御回路６の制御の
もとに第５図に示すように所定の順序で複数個の駆動線
Ｘ１〜ＸＩＯを選択的に駆動している。さらに、第５図
に示す各期間の駆動においては、制御回路６のプロセッ
サ６１の制御のもとて駆動回路２の可変周波数交流電流
源２２により第４図（ａ）に示すように所定の時間間隔
でその周波数が変化する交流電流がそれぞれの駆動線に
印加されている。

さて、位置指示器３のすべてのスイッチ３３がオフであ
る時には、位置指示器３の同調回路は、基準コンデンサ
３２０によって決定される同調周波数に設定される。今
、第４図（ａ）に示すように所定の時間間隔で周波数が
変化する交流電流が、第５図上方図に示すように駆動回
路２のスキャナ部２１の作用によりそれぞれの駆動線群
に印加されている。

第５図を参照すれば、時点ｔ。Ｌ１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、第４図（
ａ）に示す交流電流が駆動線Ｘｌに印加される。次の時
点ｔ＋　ｆ、ｚ間においては、駆動線Ｘ２に第４図（ａ
）に示す交流電流が印加され、以下、同様に次々と時点
ｔ１゜まで動作する。

さて、時点ｔ。ｔ４間において、駆動線Ｘ１に第４図（
ａ）に示す交流電流が印加されている期間、制御回路６
はセンス回路５のスキャナ部５１を動作させ、すべての
センス線を走査して位置指示器３のコイル３１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
。

駆動線Ｘ１は位置指示器３のコイル３１から十分離れて
いるので、すべてのセンス線Ｙ１〜Ｙ１０からは所定の
レベルを越える誘起交流電圧は検出されない。

このようにして、駆動回路２が次々と所定の順序で駆動
線を走査し、時点１．１：を間において、駆動線Ｘ３（
この駆動線Ｘ３は位置指示器３のコイル３１と一部重な
っている）に第４図（ａ）の交流電流を印加すると、こ
の期間において、センス回路５はそのセンス線Ｙ４、Ｙ
５、Ｙ６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３１により発生される交
流磁界は、その同調回路により、上述の第４図（ａ）に
示す交流電流の内、上記同調回路の同調周波数と一致す
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、上記センス線Ｙ４、Ｙ５、Ｙ６の誘
起電圧は、第４図（ｂ）に示すように、位置指示器３の
同調回路と同調する周波数に対して大振幅のものとなる
。

同様にして、駆動回路２が時点ｔＱｔｌｏ間における走
査すなわち最終走査まで行うことで、第５図下方図に示
すようなセンス結果が得られる。

なお、第５図に示すものは、その繁雑さを避けるため、
その駆動回路２の印加する交流電流およびセンス回路５
による検出出力電圧を簡略化して示しているが、これら
の印加電流および出力電圧の実際のものは、それぞれ第
４図（ａ）および（ｂ）に示したものである。さらに、
第５図下方図に示すセンス回路５の検出出力電圧は、第
４図（ｂ）に示す同調周波数を持つ検出電圧のそれぞれ
の振幅の変化を表現している。

すなわち、この駆動回路２とセンス回路５のスキャン動
作を総合すると、駆動線Ｘ３、Ｘ４およびＸ５に第４図
（ａ）の交流電流を印加した時、センス回路５のセンス
線Ｙ４、Ｙ５およびＹ６に、第４図（ｂ）に示す交流電
圧が発生するが、この誘起交流電圧は、それぞれのセン
ス線の位置指示器３のコイル３１の距離に応じて、その
振幅が可変される。また、駆動線Ｘ３、Ｘ４、およびＸ
５のコイル３１に対する距離に応じてもその振幅が可変
する。このことは、位置指示器３のコイル３１が駆動線
Ｘ３、Ｘ４およびＸ５の近傍、かつ、センス線Ｙ４、Ｙ
５およびＹ６の近傍に存在することを示している。Ｘ軸
方向に配設された駆動線群１の配列間隔とＹ軸方向に配
設されたセンス線群４の配列間隔（第１図Ｄｘ、Ｄｙ）
は既知であり、また、このＸＹ座標原点を第１図点Ｐに
示すようにあらかじめ設定しておくことができる。従っ
て、このスキャン動作で得た駆動線Ｘ３、Ｘ４、Ｘ５の
何れかの駆動線の順位およびセンス線Ｙ４、Ｙ５、Ｙ６
の何れかのセンス線の順位を制御回路６のメモリ（ＲＡ
Ｍ）に格納することにより位置指示器３の概略位置を認
識することができる。

この場合、上述した実施例に示すように、すべての駆動
線群１をスキャンするのではなく、適当な間隔で間引く
ようにスキャンさせてもよいし、あるいは、センス線に
誘起された交流電圧がセンス回路５により検出された段
階で、後のスキャンを停止するよう構成することもでき
る。これらの場合には、センス線群に交流電圧が誘起さ
れたその時点の駆動線を特定し、この特定された駆動線
を含む隣接する複数個の駆動線を、以下に述べる次段の
動作のため、選択するよう構成する。

次に、概略位置が認識されたコイル３１の中心位置の精
密位置決定動作を説明する。

駆動回路２は、駆動線Ｘ３、Ｘ４、およびＸ５を所定の
順序で駆動し、また、センス回路５はセンス線Ｙ４、Ｙ
５およびＹ６を走査するよう制御回路６により制御され
る。第６図は、このスキャン動作結果を描いたものであ
る。期間Ｔ、Ｔ１間において駆動線Ｘ３に所定の交流電
流が印加されている時、センス回路は、第３図下方に示
す交流電圧を得る。駆動線Ｘ４、Ｘ５に関しても同様で
ある。なお、この第６図に示した波形は、図面の繁雑さ
を避けるために、それぞれ同調周波数に一致した大振幅
のものについてのみ示している。この大振幅の交流電圧
のみが位置決定のため、利用される。

センス回路５では、センス線Ｙ４、Ｙ５およびＹ６に誘
起された交流電圧を適当な間隔で第３図に示すＡ／Ｄ変
換器５３によりデジタル値に変換する。

そして、これらのデータは、ＴｏＴＩ間、ＴＩＴ２問お
よびＴ２Ｔ、間の各期間において、安定した段階で制御
回路６のメモリ（ＲＡＭ）に格納される。

この実施例装置では、第３図下方図に示す最も利用しや
すい最大のデータ値である符号Ａ−Ｅを付したデータが
それぞれＲＡＭに格納される構成となっている。制御回
路６は・、これらのデータの内、データＡ１データＣお
よびデータＥを用いて駆動線Ｘ３、Ｘ４およびＸ５内の
位置指示器３のコイル３１のＸ軸方向の位置を演算する
。同様に、データＢ、データＣおよびデータＤを用いて
Ｙ軸方向のコイル３１の位置を演算する。

これら演算されたコイル３１のＸ軸方向位置およびＹ軸
方向位置は、それぞれ駆動線Ｘ３およびセンス線Ｙ４を
基準としているので、上述のコイル３１の中心の概略位
置と、この精密位置決定動作で求めたそれぞれの位置と
を加減算することにより、位置指示器３のコイル３１の
中心の座標を精密に求めることができる。

なお、この時、制御回路６のプロセッサ６１は、センス
回路５の検出出力電圧の周波数を、常時、監視している
とともに、その出力電圧の周波数に応じてその人力状態
を設定するよう、あらかじめ、ソフトウェアにより規定
されている。この実施例においては、位置指示器３のす
べてのスイッチ３３がオフである時は、その人力された
位置座標を例えば、ホストコンピュータのＣＲＴ画面上
に常に表示し、装置の使用者にその位置状態を認識させ
る動作を行うように構成している。従って、センス回路
５の検出出力電圧の周波数が第４図（ａ）に示す駆動線
に対する交流電流の期間τ、τ１間の周波数と一致する
時は、位置指示器３のすべてのスイッチがオフであるの
で、装置は、上述の動作を行う。センス回路５の出力電
圧の周波数が第４図（ａ）の期間τ１１２間の交流電流
の周波数に一致する時は、位置指示器３の第１のスイッ
チ３３１がオンされたことを示しており、装置は、第１
の入力状態となる。同様に、センス回路５の出力電圧の
周波数が第４図（ａ）の期間１２１１間の交流電流の周
波数に一致する時は、第２のスイッチ３３２がオンされ
た第２の入力状態となり、期間τ３τ４間の交流信号の
周波数に一致する時は、第３のスイッチ３３３がオンさ
れた第３の入力状態となり、期間τ４τ５間の交流電流
の周波数に一致する時は、第４のスイッチ３３４がオン
された第４の入力状態となる。

この場合、上述したように、位置指示器の位置決定動作
において、駆動線に印加する駆動電流の周波数を時々刻
々変化させる代わりに、まず、一連の位置決定動作を同
一の周波数の駆動電流で行い、次の位置決定動作をこの
周波数と異なる同一の周波数で行うというように、位置
の測定動作毎に駆動線群に印加される交流電流の周波数
を変化させるよう構成してもよい。

この場合には、上記と同様にセンス回路５の検出電圧の
周波数を常時監視するよう構成してもよいが、その個々
の測定動作における駆動回路２の駆動電流の周波数が既
知であるので、個々の測定動作において、制御回路６の
プロセッサ６１をそれぞれの人力状態にその測定動作毎
に設定するごとにより、個々の測定動作において所定の
レベルを越えた誘起電圧がセンス回路５により検出され
、制御回路６により処理される段階で、そのデータを所
定の入力状態と扱うようにしてもよい。

装置の使用に際し、使用者は、位置指示器３を任意に移
動し、入力すべき座標位置に位置づけるとともに、複数
の入力状態の内、所望の入力状態を選択するため、位置
指示器３に設けられた複数のスイッチをすべてオフとし
ているか、または、いずれかのスイッチをオンにする。

今、第１のスイッチ３３１がオンにされたとする。位置
指示器３の同調回路は、基準コンデンサ３２０と第１の
コンデンサ３２１との合成容量により決定される同調周
波数を有している。この同調周波数は、ちょうど第４図
（ａ）に示す期間τ、τ２間の駆動電流の周波数と一致
するようあらかじめ設定しておく。従って、センス回路
５の検出出力電圧は、この周波数と一致するものが大振
幅となっている（第４図（Ｃ））。この出力電圧が第３
図に示すＡ／Ｄ変換器５３によりデジタル値に変換され
た後、制御回路６内に入力され、プロセッサ６１により
その周波数が認識され、この入力データは第１の入力状
態となる。

第２のスイッチ３３２がオンの時には、第４図（ｄ）に
示すように、センス回路５の出力は期間１２１３間の交
流電流の周波数と一致するので、プロセッサ６１は、入
力データを第２の入力状態に設定する。同様に、第３の
スイッチをオンにした時または第４のスイッチをオンに
した時は、センス回路５の出力電圧はそれぞれ第４図（
ａ）に示す期間τ３　τ４間、期間τ、τ２間に示す駆
動電流の周波数に一致する（第４図（ｅ）、（Ｆ）参照
）ので、それぞれ第３の入力状態および第４の入力状態
に設定される。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、位置指示器３の
同調回路の同調周波数を位置指示器のデータの入力状態
に応じて可変とし、かつ、駆動線を駆動する駆動電流を
所定の時間間隔でその周波数が可変するよう構成したの
で、比較的簡単で使い勝手のよいコードレスタブレット
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例装置を示す全体構成図、第２
図は位置指示器の１実施例を示す構成図、第３図は本発
明の回路構成例を示すブロック図、第４図は駆動電流と
検出電圧の関兎を示すタイミング図、第５図および第６
図は、本発明の１実施例装置の位置決定動作の１例を示
すタイミング図である。 １：駆動線群　　　２：駆動回路 ３：位置指示器　　４：センス線群 ５：センス回路　　６：制御回路 第２図

Claims (2)

【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
   、 上記駆動線群に対し、所定の時間間隔で周波数が変化す
   る交流電流を選択的に印加する駆動回路と、上記駆動線
   群に印加された交流電流のおのおのの周波数を持つ交流
   信号に対し同調する同調回路を有し磁界を発生する位置
   指示器と、 上記第１の方向と交わる第２の方向に沿って設けられ、
   上記位置指示器の磁界に応じて所定の時間間隔で周波数
   が変化する交流電圧が誘起される複数のセンス線群と、 上記センス線群に誘起された交流電圧を選択的に取り出
   すセンス回路と、 上記駆動回路とセンス回路とを制御するとともに、上記
   センス回路により得られた交流電圧値を演算し上記位置
   指示器の座標値を決定し、かつ、上記センス回路により
   得られた交流電圧の周波数に関して上記位置指示器の位
   置データの状態または属性を識別してなる、 コードレスタブレット。
2. （２）上記駆動回路は、測定期間毎に異なる周波数の交
   流電流を切り換えて上記駆動線群に選択的に印加してな
   る、 請求項（１）のコードレスタブレット。