JPH02501868A - 活性領域に対するコイルの位置を決定する装置及び方法 - 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】 シフティング導線シーケンス・ディジタイザ装置発明の背景 本発明は、いわゆるペン・ディジタイザ装置にそなえられている、間隔をもって 配置された導体のグリッドに対するコイルの相対位置を決定する、方法と装置に 関するものである。より詳細にいえば、本発明は、部品の数が大幅に少なくかつ コストが大幅に安く、そして高分解がえられるディジタイザ装置に関するもので ある。

ポインタまたはペンのような可！ｌ！Ｉ装βの位置を電気信号に変換して、それ を近傍の装置または遠隔の装置に送信プることができる種々の高分解能ディジタ イザ装置は、当業者にはよく知られている。

Ｊａｍｅｓ　Ｌ、Ｒｏｄｇｅｒｓほか名の米国特許第４，２１０，７７５号は、 導体のグリッドによって定められる活性領域をそなえた保持表面と共に、その先 端にコイルが配置されたペンを使用したディジタイザ装置を開示している。

このグリッドは、Ｘ方向を向いた平行で間隔をもって配置された一群の導体と、 Ｙ方向を向いた平行で間隔をもって配置された一群の導体とを有する。発振器は 、このコイルに予め定められた周波数と振幅の交流信号を供給する。このコイル の信号はグリッドの各導体に誘導的に結合し、それによって各導体の中に交流電 気信号が誘起される。

よく知られている電磁気理論の原理に従って、グリッドの導体に誘起する信号の 大きざと位相は、コイルに対するグリッド導体の相対位置によって定まる。全体 的に云えば、導体に誘起する信号はコイルの中心では大きざがゼロであり、そし てコイルの周縁で大きさが最大になるであろう。さらに、コイルの一方側での信 号の位相は、コイルの他方側の信号の位相と逆（位相が１８０°異なる）であろ う。各群の中のグリッド導体がマルチズレフサ回路を用いて逐次に走査され、そ して誘起された信号が逐次に検出回路に送られる。各群の中の導体が逐次に走査 される時、位置カウンタは発振器に応答して増分プる。

検出回路は、導体が走査される時、誘起する信号の位相が反転するのに応じて、 極性を変更する特性信号を生ずる、位相敏感検出器とそれに付随する回路とを為 する。

前記のように、コイルの一方側の導体からコイルの他方側の導体へ１ステップ進 む時、誘起信号の位相が反転する、すなわち、特性信号の極性が変わる。したが って、特性信号のこの極性の変更を利用して、導体に対するコイルの相対位置を 定めることができる。検出回路は、特性信号のこの極性の変更と時間的に一致し た停止信号を発生する。この停止信号を用いて、走査中は増分を続けている位置 カウンタをディスエーブルにする。したがって、停止した時の位置カウンタの内 容はＸ群の導体に対するコイルの相対位置を表し、そしてこの情報が出力レジス タに送られる。次に、この位置カウンタがリセットされ、そしてＹ群の導体が同 様な方式で走査され、そしてＹ群の導体に対するコイルの相対位置を表す第２デ イジタル数が出力レジスタに送られる。

Ｇａｒｙ　Ａ、Ｂｅｒｇｅｒｏｎ名の米国特許第４，４２３，２８６号は、Ｒｏ ｄｇｅｒｓ名の特許に開示されている装置と同じように、ペンの中のコイルを用 いて、間隔をもって配置されたＸグリッドとＹグリッドに信号を誘起さゼるディ ジタイザ装置を開示している。けれども、８ｅｒｇｅｒｏｎのＭＩＮでは、コイ ルの位置を定めるために、グリッドの導体は逐次には走査されない。その代りに 、Ｂｅｒｇｅｒｏｎの装置のアドレス可能マルチプレクサ回路は、まずＸ群の中 心導体を検出回路に結合し、そしてこの検出回路がＸ群の中心導体に誘起する信 号の極性を検出する。この極性と前記のＮ磁気理論の原理とから、コイルが中心 導体の右側にあるかまたは左側にあるかの判定が行なわれる。次に、マルチプレ クサ回路は、コイルが位置していることがわかった半分の領域（右側または左側 ）の中心導体を、検出回路に結合する。再び、この導体に誘起される信号の極性 から、コイルが位置している特定の四分の−の領域に対して判定が行なわれる。

２個の隣接するｘ８ｆ導体の間にコイルが存在することが確認されるまで、同じ 方式でサンプリングが行なわれる。

次に、隣接する導体に誘起する信号の相対強度を調べることによって、２個の隣 接するＸｕ導体の間でのコイルの精密な位置が決定される。具体的にいえば、こ れらの信号の大きさの比が計口され、それにより２個の導体の間でのコイルの精 密なＸ位置が決定される。

同様なサンプリングと測定の組がＹ群の導体について実行され、それにより精密 なＹ位置が決定される。

典型的な場合には、前記の形式のディジタイザ装置の活性領域は、Ｘ群に少なく とも６４個の分離した導体を有し、およびＹ群に少なくとも６４個の分離した導 体を有する。従来のマルチプレクサは８個または１６個のスイッチング可能入力 を有する。したがって、Ｘ群の導体を検出回路に結合させるのに、少なくとも４ 個のマルチプレクサ（または用いられるマルチプレクサの形式によっては８個の マルチプレクサ）が必要であり、そしてＹ群の導体を検出回路に結合するのにさ らに４個（または８個）のマルチプレクシが必要である。ディジタイザ・グリッ ドのそれぞれの導体群に多数個のマルチプレクサを用いることが必要であるので 、このような装置のコストは大幅に高くなり、かつ、設計が大幅に複雑になる。

１９８７年３月１６日受付で同じ譲渡人に譲渡された出願中特許、出願番号第０ ２６．２１７号［往復導体グリットヲソなえたディジタイザｆｉａ＜口１ｇ１ｔ ｔｚｅｒ　ｓｙｓｔｅｍＷｉｔｈ　Ｌｏｏｐｂａｃｋ　Ｃ０ｎｄＬＩＣｔＯｒ　 Ｇｒｉｄ　）　Ｊは設計が改良されているディジタイザ装置を開示している。こ の装置は１つの導体が往復する構造を有しており、それにより与えられた活性領 域を覆うのに必要な導体の数が大幅に少なく、そしてこのような導体を取り扱う のに必要なマルチプレクサの数は大幅に少ない。

前記出願中特許に開示されている発明では、グリッド活性領域は複数個の領域に 分割され、そして導体は活性領域を横断して往復する。したがって、各導体は各 領域のおのおのを通過する導体部分を有する。各導体の１つの端部はアースされ る。したがって、横断する導体部分のおのおのはそのアースされた端部を基準に して定められる「非励振Ｊ極性、すなわち、「方向」極性を有する。

導体は各領域を予め定められた順序で通過する。したがって、隣接する導体部分 の方向極性の組み合わせは各領域毎に異なる。これらの既知であるがしかし異っ た方向極性のために、グリッド活性領域の各領域は、同じ導体によって取り扱わ れるのにもかかわらず、一義的に識別することが可能である。その結果、活性領 域を覆うのに必要な各導体群の中の分離した導体の数は少ない。また、このよう な導体を誘起信号検出回路に結合するのに必要なマルチプレクサの数は少なくす ることができる。このように、例えば、グリッド活性領域の４個の同じ寸法の四 分の一領域にわたって対で導体を往復させることにより、形式上６４個の導体が 必要であった同じ活性領域を覆うのに各群の中に１６個の導体を用いることがで き、そして形式上４個の１６人カマルチプレクサが必要であった各群に対し１個 の１６人カマルチブレクサを用いることができる。導体と部品の数のこの減少は 、ディジタイザ装置のコストを大幅に安くするが、一方、この装置の大きな分解 能と高い精度は保持される。

出願中特許、出願番号第０２６．２１７号の導体が往復するディジタイザは、前 記のＢｅｒｇｅｒｏｎの特許に開示されている装置と同じように、良好に動作す る。この装置は、まず、誘起コイルの位置が、それに誘起される信号の位相をサ ンプリングすることよって、２個の隣接する導体部分の間のどこかにあるとして 概略の位置が定められ、次に、これらの信号のそれぞれの大きさの比が計算され ることによって、２個の隣接する導体部分の間でのコイルの精密な位置が決定さ れる。これは、非常に大きな分解能で位置の決定を行なうことができる、比較的 単純でコストの安いディジタイザ装置である。

導体が往復する典型的なゲイシタイブでは、隣接する導体部分の相互間の間隔は 約０．４インチまたはそれ以下である。したがって、１６個の導体と１個の１６ 人力マルチブレクサを用いて、Ｘ方向またはＹ方向のいずれかの大きさが約２５ ．２インチ（６３個の間隔と０．４インチの積）の活性領域を覆うことができる 。ディジタイザ装置は、これより大きな活性領域を必要とすることがよくある。

このような大きな領域の装置では、隣接する導体部分の間の間隔を大きくするか 、または導体を付加しおよびマルチプレクサを付加して用いるかのいずれかでな ければならない。前者の場合には精度が損なわれ、一方、後者の場合には部品に 伴うコストと製造コストが大きくなる。

発明の要約 本発明の目的は、導体が群を作りかつ往復する構造を有する新規なディジタイザ をうろことである。このディジタイザは大きな活性領域を有しているが精度は損 われることがなく、または部品の数が大幅に増えることがなく、または製造コス トが大幅に轟くなることはない。

本発明により、ディジタイザ装置の中のｘＳ体群とＹ導体群のおのおのは２つま たはさらに多くの導体の組を有し、そしてこれらの組のおのおのは異なる数の導 体を有する。これらの組のおのおのの中の導体は平行でかつ間隔をもって配置さ れて、グリッド活性領域を往復し、そしてこれらの組は相互にはさまれる関係に 配置される。

したがって、グリッドを横断して進むと、横断する導体部分は１つの組から他の 組へと交代する。各組の中の導体の数が異なるために、グリッドを横断して進む 時、これらの組の中の個々の導体の位置関係がシフトする。また、各組の中の導 体はグリッドを横断して往復するので、各組の中の横断導体部分の方向極性は、 その組の１つの横断からその組の次の横断ヘシフトする（すなわち、反転する） 。位置関係と方向極性関係のこれらのシフトは、誘起信号処理回路により、単純 な逐次走査方式を用いて、コイルの近傍の２個の導体部分を一義的に識別するこ とができる。導体部分の間での精密なコイルの位置の決定は、信号の比を利用す る方式で実行することができる。

下記で開示される本発明の例示のための実施例では、Ｘ導体群とＹ導体群のおの おのは２組の導体を有し、そして第１組は８個の導体を有し、および第２組は７ 個の導体を有する。これらの組の導体は、前記のように、グリッド活性領域を横 断して往復し、そして相互にはさまれる関係に配置される。隣接する導体部分の 相互の間隔は同じであって、０．４インチである。この構造体の場合、これらの 組の個々の導体部分の間の一義的な位置関係と方向極性関係が第１組の１４個の 横断までに対してえられ、それにより８９．６インチ（１４個の第１組の横断と 、第１組の横断当りの１６個のスペースと、スペース当りの０．４インチとの積 ）までの寸法のグリッド活性領域を覆うことができる。これは、出願中特許、出 願番号第０２６．２１７号に開示されている基本往復構造でえられるグリッド活 性領域の大きさの３倍以上である。また、Ｘ群とＹ群のおのおのの中の導体の総 数は１５個（第１組の中に８個、そして第２組の中に７１ｊ）であるから、必要 な導体のスイッチングは各群に対し１個の１６人カマルチプレクサによって処理 することができる。

図面の簡単な説明 本発明の前記特徴および利点とその他の特ｍおよび利点は、添付図面を参照して の下記の詳細な説明からざらによく理解することができるであろう。

第１図は本発明によるシフティング導線シーケンス・ディジタイザ装置の図面、 号を検出し、かつ、この信号をさらに処理してディジタル化するための回路の図 面、 第３図は第２図の回路によって生じたディジタル信号を処理し、かつ、ディジタ イザ装置グリッドの導体のサンプリングの間、第１図に示されたマルチプレクサ 装置を制御するための回路の図面、 第４図は第３図のマイクロプロセッサの動作を示した全体の流れ図。

好ましい実施例の詳細な説 第１図は本発明によるシフティング導線シーケンス・ディジタイザ導体グリッド の図面である。このグリッドはディジタイザの活性領域を定め、そして第１群の 導体と第２群の導体とで構成される。第１群の導体はＸ方向を向いた（第１図の 垂直線）二個の平行で等間隔の導体部分を有し、そして第２群の導体はＹ方向を 向いた（第して要求される形状が正方形であるか長方形であるかまたはその他の 形であるかにより、Ｙ群の中の導体の総数ｍに等しいように選定することもでき るし、または異なるように選定することもできる。ペンまたはポインタ（図示さ れていない）の先端に配置されたコイル１８は、グリッドに相対的に移動するこ とができる。ディジタイザ装置の機能は、コイルのグリッド上での位置を正確に 識別することである。このことは、本発明の好ましい実施例において、コイル１ ８に交流信号を加え、そしてコイル１８によってグリッドの導体に誘導的に結合 した信号を解析することによって得ることができる。

好ましい実施例では、Ｘ群導体はＹ群導体と同じ構造を有しているが、ＹＪＩ体 はｘｕｓ体に対し９０°の方位に配位し、これらの全体がグリッドを構成する。

このことのために、下記ではＸｎ導体の構造についてだけ詳細に説明することに する。

Ｘ群導体は第１組の導体と第２組の導体とを有する。

第１組の導体は第１図の１から８までの番号で示された８個の導体で構成され、 これらの導体はグリッドの活性領域を横断して往復して配置される。第２組の導 体は第１図のＡからＧまでの符号で示された７個の導体で構成され、そしてこれ らの導体はまたグリッドの活性領域を横断して往復して配置される。第２組の導 体のおのおのは第１組の導体のおのおのをはさむ形に配置され、したがって、グ リッドの活性領域１０の中を横断して進むならば、１つの組の導体と他の組の導 体が交互に現われるであろう。第１組の導体のおのおのの１つの端部と、第２組 の導体のおのおのの１つの端部は、アースに接続される。これら２組の導体のお のおのの他の端部は、Ｘマルチプレクサ２２の入力ゲートのそれぞれに接続され る。

Ｘマルチプレクサ２２は、その入力に接続された導体のうちの選定されたいずれ か１つの導体を、下記で説明される信号処理回路に接続することができる。

前記で説明したように、各組の中の各導体の非励起極性または方向極性は、アー スされた端部を基準にして定められる。下記の説明では、第１図に示されている ように、下端がアースされている導体部分は正の方向極性を有すると仮定される 。上端がアースされた導体部分は負の方向極性を有するとされる。第１図の各導 体部分の左す。

第１図を見るとわかるように、グリッドの活性領域１０を横断して動いて行くと 、第１組と第２組の中の個々の導体は、相対的に位置がシフトする。例えば、活 性領域１０の最も左側において、第２組の導体Ａは第１組の導体１のすぐ右側に あるべきである。次の横断のところでは、第２組の導体Ａは第１組の導体１のす ぐ左側にあるべきである。この位置のシフトは各組の中の導体の数が異なること によるものであって、このことは活性領域１０の右端まで続く。

第１図を見るとまたわかるように、第１組の導体１〜８と第２組の導体Ａ−Ｇと の最初の横断では、横断する導体部分の方向極性はすべて正である。両方の組の 導体の第２の横断では、横断する導体部分の方向極性はすべて負である。各組の 中の導体の方向極性は、つぎつぎの横断と共に交代する（すなわち、反転する） ことが続く。

第１組の導体と第２組の導体との間の位ｉ！！関係と方向極性関係は、第１組の １４個の横断と第２組の１６個の横断の全体に対し、独自のものである。第１組 の１５番目の横断と第２組の１７番目の横断においては、位置関係と方向極性関 係は、これら２組の最初の横断のさいのものと同じである。これらの独自の関係 は、信号処理回路において、各組の中のおのおのの横断導線部分をあたかも分離 した別々の「導線」であるかのように取り扱うことを可能にする。

コイル１８が交流信号によって励振される時、すぐ左側の導体部分に大きな信号 が誘起され、そしてすぐ右側の導体部分には反対の位相の大きな信号が誘起され るであろう。これらの交流信号が処理されて、交流信号に比例した大きさと、交 流コイル電圧に相対的な位相によって定められる極性とを、有する直流電圧が生 ずる時、コイル１８の左側の導体部分では大きな正の電圧が生じ、そしてコイル １８の右側の導体部分では大きな負の電圧が生ずる。通常、この移行は、コイル １８の左側の導体部分の大きな正の値からコイル１８の右側の導体部分の大きな 負の値へである。けれども、導体部分の方向極性は処理された信号の極性に影響 を与える。コイル１８を取り囲む２つの導体部分は、第１組と第２組との間で交 代する順序でこれら２組の導体を逐次に走査することにより、およびこれらの導 体部分の方向極性のシフトを考慮して極性を調整することにより、および大きな 正の値から大きな負の値への検出された信号の移行する点を探索することにより 、識別することができる。コイル１８を取り囲む２つの導体部分が識別されると 、コイル１８は、信号の大きさの比を利用する方式により、２つの導体部分の間 でのさらに精密に位置を定めることができる。

前記のように、第１組の導体はグリッド活性領域１゜を往復し、総計で１４回の 往復の後、２組の位置と方向極性のパターンが繰り返される。第２組の導体が間 に入っているので、第１組の隣接する各導体部分の間に総計１６個のスペースが ある。したがって、総計で２２４個（１４と１６の積）がえられた後、パターン が繰り返される。もし隣接する導体部分の間のスペースｒｄＪが０．４インチな らば、えられる活性領域の大きさは８９．６インチとなる。この大きさの活性領 域は出願中特許、出願番号第０２６．２１７号に開示されている基本的往復構造 体で、同様な条件でえられる活性領域の大きさの３侶以上である。また、Ｘ群と Ｙ群のおのおのの中の導体の総数は１５であるから、必要なスイッチング機能は 、各群に対してただ１個の１６人カマルチブレクサでもってうろことができる。

第２図は、コイル１８によってグリッド活性領域１０の導体の中に誘起される交 流電気信号を検出するための回路の図面である。第１図に示されているように、 Ｘマルチプレクサ２４と、Ｙ群導体に対する対応するＹマルチプレクサ２４は、 それぞれ、出力３２と出力３４を有する。これらの出力３２および３４は、第２ 図の検出回路の入力３６に接続される。前記のように、マルチプレクサ２２がイ ネーブルになった時、マルチプレクサ２２はＯから１５までの１６１１１の入力 のうちの１つの入力を選定してその出力３２に接続し、したがって、第２図の回 路の入力３６に接続する。この実施例では、グリッドは１５個の導体だけを有し ているので、マルチプレクサ２２の入力１は使用されない。同じようにマルチプ レクサ２４がイネーブルになった時、マルチプレクサ２４はＯから１５までの１ ６個の入力のうちの１つの入力を選定してその出力３４に接続し、したがって、 第２図の回路の入力３６に接続する。このように、グリッドのＸ群の中とＹ群の 中の各導体は、第２図の検出回路に分離して接続されることができ、したがって 、コイル１８によってそれらの中に誘起される交流信号を解析することができる 。

入力３６に送られてきた交流信号は、まず、増幅器およびフィルタ回路４０を通 る。この増幅器およびフィルタ回路４０は、入力交流信号の大きさをこの装置に 適切な大きさにし、かつ、雑音やその他の不必要な信号成分を除去する。増幅器 およびフィルタ回路４０の出力は、同期復調器４２に送られる。同期復調器４２ は、この入力交流信号を直流信号に変換する。下記で詳細に説明されるように、 復調器４２は、コイル１８を励振するまたは駆動するのに用いられる交流信号と 同期して動作する、同ｍ復調器４２から出力される直流信号の電圧の大きさは、 入力３６に加えられた交流信号の振幅に比例し、そしてこの同期復調器４２から 出力される直流信号の向きは、入力３６に加えられた交流信号の位相に対応する 。

同期復調器４２の出力はバイアスを受けて一方向極性電圧となり、そしてこの電 圧がアナログ・ディジタル変換器に送られる。第２図の実施例では、このアナロ グ・ディジタル変換器は、電圧・周波数変換器４４であるとして示されている。

変換器４４は、復調器４２からのバイアスを受けた直流電圧出力を、可変周波数 信号ＦＲＥＱに変換する。信＠ＦＲＥＱの周波数は、同期待：ＩＩ器４２の出力 の直２ｉ！を電圧に比例した値だけ、予め定められた値からずれる。このずれの 大きさは直流電圧に比例し、そしてずれの方向はその極性に対応する。信号ＦＲ ＥＱは第３図に示された回路に送られ、そこでざらに処理を受ける。

第３図の回路において、マイクロプロセッサ５ｏはグリッドの導体に適切に接続 され、そしてグリッドの導体のサンプリングを＄１１６０するようにプログラム される。マイクロプロセッサ５０のビン１からビン４までのビンの出力は、第１ 図のＸマルチプレクサ２２Ｉ６よびＹマルチプレクサ２４へのアドレス入力（図 示されていない）に結合されるアドレス信号である。マイクロプロセッサ５０は 、また、ビン８およびビン３９に出力を有する。ビン８はマルチプレクサ２２の Ｘイネーブル入力（図示されていない）に接続され、そしてビン３９はマルチプ レクサ２４のＸイネーブル入力（図示されていない）に接続される。マイクロプ ロセッサ５０がＸイネーブル信号を出力する時、そねはマルチプレクサ２２をイ ネーブルにし、かつ、マルチプレクサ２４をディスイネーブルにする。同様に、 マイクロプロセッサ５０がＹイネーブル信号を出力する時、それはマルチブレク ＋ｊ２４をイネーブルにし、かつ、マルチプレクサ２２をディスイネーブルにす る。アドレス信号はＯから１５までのマルチプレクサ入力のうちの選定された１ つを指定する、したがって、導体のうちの選定された１つの導体を指定する。こ の選定された導体は第２図の検出回路の入力３６に接続される。

発振器５２は、マイクロプロセッサ５０のタイミングを制御する。発振器５２は 、第３図の回路の中の他の部品を！１１ｍするための種々のタイミング信号を発 生することができる。例えば、マイクロプロセッサ５０のビン３０の出力はカウ ンタ６４によって周波数が逓降され、そしてそれからカウンタ５８により交流信 号ＸＤＦＲＥＱが生ずる。この交流信号ＸＤＦＲＥＱはコイル１８を駆動するの に用いられ、および同期変調器４２のための位相基準信号として用いられる。

第２図の電圧・周波数変換器からの信＠　Ｆ　ＲＱは第３図のカウンタ５８に入 力される。カウンタ５８はビン１４においてマイクロプロセッサ５０の内部のカ ウンタと共に動作し、第２図の検出回路によって検出された誘起信号の位相と大 きさを表すディジタル数を生ずる。マイクロブ０セツサ５０はグリッドの導体の サンプリングにこれらのディジタル数を利用し、グリッドに対するコイル１８の 位置を定める。下記で詳細に説明されるように、導体部分が逐次に走査される時 、第１組と第２組の導体部分のシフトした方向極性を考慮に入れて、適切なとこ ろでディジタル数によって表される極性をマイクロブ０セツサ５０が変える。１ つの導体部分の前方に大きな正信号の２個の導体部分があり、かつ、この１つの 導体部分の後方に大ぎな負信号の導体部分があるような５個の導体部分から成る 群をマイクロプロセッサ５０が見出すと、これらの５個の導線群のうちの最隣接 する正信号導線部分と負信号導線部分との間のどこかにコイル１８があるものと して、コイル１８の概略の位ｎが定められる。

この概略の位置の決定が行なわれると、コイル１８の両側にある２個の特定の導 体部分に誘起されている信号の大きさの比を、マイクロプロセッサ５０が計算す る。この比を使って、マイクロプロセッサ５０はこの２つの導体部分の間の距離 を補間し、それによってこの２つの導線部分の間でのコイル１８の位置が精密に 定められる。

ビン１１におけるマイクロプロセッサ５０の直列出力は、コイルの位置を表す。

この直列出力は送信回路６８に送られる。この送信回路は、これらのデータを、 コンピュータや映像表示装置、またはこれらと同等の装置である補助装置に送る ′。

この回路のその他の詳細な点は、第２図と第３図に示されている集積回路の名称 や、信号の種類、および回路の接続と、その他の明示された情報から、当業者に はすぐにわかるであろう。

第４図はマイクロプロセッサ５０の動作を示した全体の流れ図である。マイクロ プロセッサ５０と、このマイクロブＯセッザ５０Ｓ制御する回路部品は、コイル １８の探索のための準備をまず開始する。この開始の後、Ｘマルチプレクサ２２ のイネーブルと走査順序とが実行される。この走査順序は、Ｘ群の中の第１組の 導体と第２組の導体をインタリーブ方式で逐次走査する、プなわら、第１組の中 の与えられた４体と第２組の中の与えられた導体との間を交代して走査すること で行なわれる。すなわち、マルチプレクサ２２の入力Ｏがまずイネーブルにされ て第１組の導体１がサンプリングされ、そして次に入力３がイネーブルにされて 第２組の導体Ａがサンプリングされ、そして次に入力２がイネ−フルにされて第 １組の導体２がサンプリングされ、そして次に入力５がイネーブルにされて第２ 組の導体Ｂがサンプリングされ、以下同様に行なわれる。

各組の導体を最初に走査した後、マイクロプロセッサ５０は、各導体を交代した 順序で２回目のサンプリングを行なう。ただし、この２回目の走査では、各組の ２回目の走査のさいの方向極性が負であることを考慮して、検出された信号の極 性が反転される。実際、偶数回目の走査では検出された信号の極性が反転され、 一方、奇数回目の走査では極性はそのままに保たれる。

マイクロプロセッサ５０はこの逐次サンプリング工程を続け、最初の２個の導体 部分が大きな正信号を有し、かつ、それに続く２個の導体部分が大きな負信号を 有するような５個の導体部分の群を見出すまで、この工程が続けられる。このよ うにして、コイル１８はこの５個の導体部分の中心付近の１つの導線間隔内にあ るものとして、コイル１８の概略の位置が定められる。第１図に示されている実 施例では、マイクロプロセッサ５０は２回目に導体Ｃ，３，Ｄ、４およびＥをサ ンプリングした後、前記の極性順序パターンの位置を見出すであろう。

前記のように、本発明の好ましい実施例では、比を計算する方式により、２個の 隣接する導体部分の間でのコイル１８の位置をより精密に決定することが行なわ れる。

このことを実行するために、マイクロプロセッサ５０は次の方程式 に従って比りを計算する。ここで、Δはコイル１８のすぐ左側にある導体部分の 信号の大きさ、すなわち、信号の絶対値であり、そして旦はコイル１８のすぐ右 側の導体部分の信号の大きさ、すなわち、信号の絶対値である。

ここで絶対値が使われる理由は、左側の導体部分の信号の極性が正であり、そし て右側の導体部分の信号の極性が負であるからである。マイクロブロセツ９５０ は、この比の値と、２個の導体部分の間の間隔ｒｄＪとの積を計算する。この計 Ｗ結宋が左側の導体部分の位置に加算される。このようにして、Ｘ群の中でのコ イルの精密な位置がえられ、そしてこの精密なＸ位置が一時記憶される。

Ｘ群に対するコイル１８の位置決定が実行されるのに関与した回路部品がクリア されそしてリセットされた後、マイク０ブＯセツサ５０ＬｔＸマルチプレクサ２ ２をディスイネーブルにし、モしてＹマルチプレクサ２４をイネーブルにする。

そして前記の探索工程を繰り返して実行することにより、７群の中でのコイルの 精密な位置を決定する。

第２図と第３図に示されている形式の集積回路部品が使用される場合、すべての 前記動作は極めて拘束で実行することができる。したがって、グリッド活性領域 １０に対するコイル１８の精密な位置は、１秒の何分の１かで定めることができ る。第４図の全体の流れ図を実行する具体的なマイクロプロセッサ用プログラム は、当業者には容易に作成することができるであろう。

前記実施例は本発明を例示するためのものであって、本発明が前記実施例に限定 されることを意味するものではない。具体的に開示された前記回路および全体的 な前記流れ図を、種々に変更することは当業者には容易にできるであろう。

例えば、第１＠と第２組とに、それぞれ、８個の導体と７個の導体とを使用した が、１６人カマルチプレクサを利用したとしても他の数の多くの組み合わせを用 いることができる。９個の導体と７個の導体の組み合わせもまた良好に動作する し、また３２人カマルチプレクサを使った場合の１７個の導体と１５個の導体の 組み合わせや、８人カマルチブレクサを使った場合の５個の導体と３個の導体の 組み合わせも良好に動作する。

また、マイクロブ０セツサの中に十分な容量の記憶装置が利用できるならば、す べての導体の電圧が取得され、そして記憶装置の中に記憶することができる。こ の場合には、４体がグリッド上に現われる順序で電圧を取得する代りに、記憶さ れた電圧を順序に従って呼び出すことができ、それにより、取得時間を節約する ことができる。

さらに、本発明の好ましい実施例では、コイル１８に駆動電流すなわち励振電流 を流してグリッド導体に信号を誘起させているが、グリッドのそれぞれの導体に 駆動信号をマルチプレクサ２２＆５よびマルチプレクサ２４によって選択的にス イッチングして加えることによりコイル１８に信号を誘起させ、そしてこの誘起 信号を第２図および第３図の回路によって検出し、そして処理することができる 。

したがって、下記請求の範囲は本発明が真に意図する範囲内に入るこれらの変更 実施例およびその他の変更実施例をすべて包含するものである。

浄書（内容に変更なし） 浄書（内容に変更なし） ＦＩＧ、３（その１） 浄書（内容に変更なし） ＦＩＧ、　３　（′！−の２） ６書（内容に変更なし） ＦＩＧ、　４ １、事件の表示 ＰＣＴ／ＵＳ８９１００３６３ ２−発明の名称 シフティング導線シーケンス・ディジタイザ装置力ルカンブ　インコーポレーテ ッド ４−代理人 ５−ネ甫正命令の８１寸　平成１年１２月５日代理権を証明する書面 国際調査報告

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. （１）（イ）Ｘ方向を向いたｎ個の平行でかつ間隔をもつて配置された第１群の 導体とＹ方向を向いたｍ個の平行でかつ間隔をもつて配置された第２群の導体を 有し、かつ、前記導体群のおのおのが第１組の導体と第２組の導体とを有し、か つ、活性領域を定めている前記導体のグリツドと、（ロ）前記第１組の導体は前 記活性領域を横断して複数回往復する予め定められた数の導体を有し、それによ り複数個の横断する導体部分がえられることと、 （ハ）前記第２組の導体は前記第１組の導体の数とは異なる予め定められた数の 導体を有し、かつ、前記第２組の導体は前記第１組の導体の間で前記活性領域を 往復し、それにより前記第１組の横断する導体部分と交代する複数個の第２組の 横断する導体部分がえられることと、 （ニ）ｉ．前記導体に電気信号を誘起させるために前記コイルを、または ｉｉ．前記コイルに電気信号を誘起させるために前記導体のうちの選定された複 数個の導体を、 のいずれかを励振する装置と、前記誘起信号が前記導体に対する前記コイルの相 対位置によつて定まる大きさと極性を有し、 （ホ）前記誘起信号を検出する装置と、（へ）ｉ．前記検出装置、または ｉｉ．前記励振装置、 のいずれかに前記導体を選択的にスイツチングするためのスイツチング装置と、 を有する前記活性領域に対する前記コイルの相対位置を決定する装置。
2. （２）請求項１において、前記励振装置が前記導体に前記信号を誘起させるため に前記コイルを励振する装置を有し、かつ、前記スイツチング装置が前記検出装 置に前記導体を選択的にスイツチングするための装置とを有する前記装置。
3. （３）請求項２において、前記スイツチング装置が前記導体を前記検出装置に前 記第１組の導体のうちの１つの導体と前記第２組の導体のうちの１つの導体との 間で逐次に交代してスイツチングし、それにより前記コイルの位置を２個の隣接 する横断導体部分の間に■略的に定める前記装置。
4. （４）請求項２において、前記組の前記２個の隣接する横断導体部分に誘起する 信号の大きさの比を計算する装置をさらに有し、それにより前記コイルの位置を 前記２個の特定の隣接する導体の間で精密に決定する前記装置。
5. （５）請求項４において、前記比を計算する前記装置が前記スイツチング装置を また制御するマイクロプロセツサ装置を有する前記装置。
6. （６）請求項２において、前記第１組および前記第２組のおのおのの中の前記導 体のおのおのの１つの端部がアースに接続され、かつ、前記スイツチング装置が 前記導体の他の端部を前記検出装置に選択的にスイツチングするマルチプレクサ 装置を有する前記装置。
7. （７）請求項６において、横断する前記導体部分のおのおのが前記導体のアース された前記端部を基準にして定義される予め定められた方向極性を有する前記装 置。
8. （８）請求項７において、前記横断導体部分の方向極性に従つて検出された信号 の極性を選択的に変更する装置をさらに有する前記装置。
9. （９）請求項８において、前記極性変更装置がマイクロプロセツサを有する前記 装置。
10. （１０）請求項１において、前記スイツチング装置が前記導体群のおのおのに対 しマルチプレクサ装置を有し、かつ、前記マルチプレクサ装置が複数個の入力と １個の出力とを有し、かつ、前記マルチプレクサ入力の数が前記第１組および前 記第２組からの前記導体をそれぞれ受け取るのに十分な数である前記装置。
11. （１１）Ｘ方向を向いたｎ個の平行でかつ間隔をもつて配置された第１群の導体 とＹ方向を向いたｍ個の平行でかつ間隔をもつて配置された第２群の導体とを有 し、かつ、前記導体群のおのおのが第１組の導体と第２組の導体とを有する、前 記導体のグリツドによつて定められる活性領域に対しコイルの相対位置を決定す る方法であつて、 （イ）前記活性領域を横断して予め定められた数の導体を複数回往復させて前記 第１組の導体を構成し、それにより複数個の横断する導体部分がえられる段階と 、 （ロ）前記活性領域を横断して前記第１組の導体の数とは異なる予め定められた 数の導体を前記第１組の導体の間で往復させて前記第２組の導体を構成し、それ により前記第１組の横断する導体部分と交代する複数個の第２組の横断する導体 部分がえられる段階と、 （ハ）ｉ．前記導体に電気信号を誘起させるために前記コイルを、または ｉｉ．前記コイルに電気信号を誘起させるために前記導体のうちの選定された複 数個の導体を、 のいずれかを励振する段階と、前記誘起信号が前記導体に対する前記コイルの相 対位置によつて定まる大きさと極性を有し、 （ニ）ｉ．前記誘起信号を検出する装置、またはｉｉ．前記導体を励振する装置 、 のいずれかに前記導体を選択的にスイツチングする段階と、 を有する前記方法。
12. （１２）請求項１１において、前記励振段階が前記コイルを励振して前記導体に 信号を誘起させる段階を有し、かつ、前記スイツチング段階が前記導体を前記誘 起信号検出装置に選択的にスイツチングする段階を有する、前記方法。
13. （１３）請求項１２において、前記スイツチング段階が前記導体を前記検出装置 に前記第１組の導体のうちの１つの導体と前記第２組の導体のうちの１つの導体 との間で逐次に交番してスイツチングする段階を有し、それにより前記コイルの 位置を２個の隣接する導体部分の周にあるとして■略的に定める前記方法。
14. （１４）請求項１２において、前記２個の隣接する導体部分に誘起される信号の 大きさの比を発生する段階をさらに有し、それにより前記コイルの位置を前記２ 個の隣接する導体部分の間で精密に決定する前記方法。
15. （１５）請求項１２において、前記導体の組のおのおのにむける各導体の一端を アースに接続し、かつ、その他端を誘起信号を検出する装置に選択的にスイツチ ングする段階を含む前記方法。
16. （１６）請求項１５において、横断する導体部分のおのおのが前記導体のアース された端部を基準にして定義された予め定められた方向極性を有し、かつ、前記 横断する導体部分の前記方向極性に従つて前記検出された信号の極性を変更する 段階をさらに有する前記方法。
17. （１７）請求項１１において、前記スイツチング段階が前記第１組の導体および 前記第２組の導体をそれぞれ受け取るために前記第１組および第２組の前記導体 を十分な数の入力をそなえたマルチプレクサ装置に接続し、かつ、前記マルチプ レクサ装置を制御して該マルチプレクサ装置の入力のうちの１つの入力を選択す る段階を有する前記方法。
18. （１８）（イ）活性領域を定める導体グリツドであつて；Ｘ方向を向いた平行で かつ間隔をもつて配置された第１群の導体とＹ方向を向いた平行でかつ間隔をも つて配置された第２群の導体を有し、かつ、前記導体群のおのおのが第１組の導 体と第２組の導体とを有し、かつ、前記各導体群中の前記導体のおのおのの一端 部がアースに接続されている前記導体グリツドと、 （ロ）前記第１組の導体は前記活性領域を横断して複数回往復する予め定められ た数の導体を有し、それにより複数個の横断する導体部分がえられることと、 （ハ）前記第２組の導体は前記第１組の導体の数とは異なる予め定められた数の 導体を有し、かつ、前記第２組の導体は前記第１組の導体の間で往復し、それに より前記第１組の横断する導体部分と交番する複数個の第２組の横断する導体部 分がえられることと、 （ニ）前記グリツドに対して相対的に移動することができるコイルと、 （ホ）ｉ．前記導体に電気信号を誘起させるために前記コイル、またはｉｉ．前 記コイルに電気信号を誘起させるために前記導体のうちの選定された導体、 のいずれかを励振するための励振装置であつて；前記誘起信号が前記導体に対す る前記コイルの相対位置によつて定まる大きさと極性を有する前記励振装置と、 （へ）前記誘起信号の大きさと極性を検出する装置と、 （ト）ｉ．前記検出装置、またはｉｉ．前記励振装置、のいずれかに前記導体の 他の端部を選択的にスイツチングするためのマルチプレクサ装置と、（チ）前記 検出装置と前記マルチプレクサ装置とを制御するためのマイクロプロセツサ装置 と、を有する前記活性領域に対する前記コイルの相対位置を決定する装置。
19. （１９）請求項１８において、前記励振装置は前記コイルを励振して前記導体に 前記信号を誘起させる装置を有し、かつ、前記マルチプレクサ装置が前記導体の 前記他の端部を前記検出装置に選択的にスイツチングする装置を有する前記装置 。
20. （２０）請求項１９において、前記マルチプレクサ装置が前記導体のうちの１つ の導体を選定して前記検出装置にスイツチングするためにアドレス可能であり、 かつ、前記マイクロプロセツサ装置がアドレス信号を前記マルチプレクサ装置に 送信することによつて前記マルチプレクサ装置を制御する前記装置。
21. （２１）請求項１８において、前記マイクロプロセツサ装置が前記マルチプレク サ装置を制御して前記導体を前記検出装置に前記第１組からの前記導体のうちの １つの導体と前記第２組からの前記導体のうちの１つの導体との間に逐次に交代 してスイツチングする前記装置。
22. （２２）請求項１９において、横断する前記導体部分のおのおのが前記導体の前 記アースされた端部を基準として定義された予め定められた方向極性を有し、か つ、前記マイクロプロセツサ装置が前記導体部分の方向極性に従つて前記検出回 路によつて検出された信号の極性を変更する前記装置。