JPH0318995Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 この考案は、入力平面上で指示した位置を高精
度に読み取るように構成した座標入力装置に関す
るものである。 〔従来の技術〕 平面上に指示した位置を高精度に読み取る座標
入力装置の一例に、例えば本出願人が特願昭60−
117761として出願したものがある。この座標入力
装置は、タブレツト上に平行に埋設した複数の導
体のうち、少なくとも２本の導体に同時に同一位
相の走査信号を送出し、該導体に送出した走査信
号によつて生じた信号を座標指示具によつて検出
し、この検出された信号の極性が反転したことを
判別するとともに、この極性が反転した前後にお
ける信号レベルを検出し、これに、前記極性の反
転が判別された位置と該信号レベルとから座標指
示具がポイントした位置を演算して検出するよう
に意図されたものである。 第１３図に上記従来例の原理的構成図を示し、
この図面に基づいてさらに具体的に説明する。図
中、１はスイツチング回路、２は入力平面に平行
に埋設された導体、３は導体に高周波電流が流れ
ることによつて生じた磁界を電気信号の形で検出
するピツクアツプ、４は増幅回路、５はピツクア
ツプ３によつて検出・増幅された信号の極性が反
転したことを判別する極性判別回路、６−１，６
−２はサンプル／ホールド回路、７はＡ／Ｄ変換
器、８は導体２に高周波電流を供給する発振器、
９はドライバ、１０は検波回路、１１は加算器、
１２は制御装置を表す。 第１３図において、従来例に係る座標入力装置
は、第１に、ピツクアツプ３の位置がいずれかの
導体２の近傍にあるかという大まかな検出を行
う。第２に、当該導体２と例えば相隣接する導体
との間のいずれの位置にあるかという高精度の検
出を行う。以下詳述する。 第１の大まかな検出について説明する。制御装
置１２からスイツチング回路１に所望のデータが
送られる。この通知を受けたデータに基づいてス
イツチング回路１は、発振器８およびドライバ９
によつて発生させた高周波電流を、導体２のＡと
Ｂ，ＢとＣ，ＣとＤ，ＤとＥ……の如く相隣接す
る２本の導体に同一の電流で走査するように順次
切り換える。この２本の導体２によつて発生され
た磁界は、ピツクアツプ３によつて電気信号の態
様で検出され、増幅回路４によつて増幅される。
増幅された信号は極性判別回路５に供給され、い
ずれの走査位置に対応して極性が反転したか否か
が判別される。極性が反転したことが判別された
場合、この旨を制御装置１２に通知する。これに
より、ピツクアツプ３の大まかな位置が検出され
たこととなる。 第２に高精度の検出について説明する。極性が
反転した旨の通知を受けた制御装置１２は、ホー
ルドパルスをサンプル／ホールド回路６−１に供
給し、この時、増幅回路４および検波回路１０を
介して増幅・検波されて入力された信号V₂をホ
ールドして記憶させる。次に、制御装置１２は、
スイツチング回路１に通知を発して、１ステツプ
前に導体２に高周波電流を供給していた状態に戻
す。そして、ホールドパルスをサンプル／ホール
ド回路６−２に供給し、この時、増幅回路４およ
び検波回路１０を介して増幅・検波されて入力さ
れた信号V₁をホールドして記憶させる。このよ
うにして記憶させた信号V₁および信号V₂を加算
器１１に供給して和信号（V₁＋V₂）を算出する。
そして、この和信号（V₁＋V₂）をＡ／Ｄ変換器
７の基準電圧入力端子V_REFに供給すると共に、入
力端子V_INに信号V₁，V₂のいずれか例えば信号
V₁を供給する。これにより、下式の値が算出さ
れる。 Xi＝V₁／V₁＋V₂ ……(1) このように式(1)の分母の値および分子の値を
Ａ／Ｄ変換器７の基準電圧入力端子V_REFおよび入
力端子V_INに夫々入力することによつて、高価な
除算回路を用いることなく、式(1)の値を算出する
ことができる。また、分母の和信号（V₁＋V₂）
の値で信号V₁を規格化しているため、たとえ検
出電圧が変動しても、常に安定に入力座標値X_iを
算出することが可能となる。この算出された入力
座標値X_iは制御装置１２に通知される。同様に入
力座標値Y_iが算出され、制御装置１２に通知され
る。そして、この入力座標値（X_i，Y_i）に基づい
て、入力平面上のピツクアツプの存在する位置座
標（Ｘ，Ｙ）を算出して出力する。 この座標入力装置は、具体的には上記のように
構成され、この構成によりピツクアツプ３の位置
を上0.3mm以内の高精度で検出することができる
ようになつている。 〔考案が解決しようとする問題点〕 上記考案は、検出する磁界の変化特性の直線性
（リニアリテイ）を向上させ、この直線性を利用
して算出しようとするものであるが、さらに精度
のよい検出をおこなうためには、共通導線２ｓの
影響が無視できなくなる。すなわち、従来までの
磁界分布計算は、無限に長いと考えられる導線に
ついておこなつているため、大まかな位置を検出
するセグメント検出時には極性が反転する位置
を、選択した例えば２本の導線（ループ）２の
中間点に規定して後の演算処理をおこなつている
が、実際には、第１４図に示すような共通導線２
ｓから生じる磁界が関与し、極性反転位置は共通
導線２ｓから遠い方へシフトすることがわかつ
た。また、共通導線２ｓから最も離れている導線
２を選択した場合でも、該導線２と直角な方
向の共通導線２ｓに近接するに従つてその影響も
大きくなつている。 そこで、共通導線２ｓに流れる電流と逆位相の
電流が流れる補償ループ２１を該共通導線２ｓの
近傍に、該メインループ２ｍ全体を囲繞するよう
に配設し、共通導線２ｓの影響を排除するという
考え方がある。これは、第２図に示したようにル
ープ２を選択した場合、補償ループ２１内に流
す電流の値を共通導線２ｓに流す電流に等しくす
ると仮定する（図中表記で〓〓）と、逆方向電流
によつて生じる磁界は互いに打ち消し合つて外部
には磁界が出なくなる。これにより、第２図に示
した状態は、等価的に第３図に示した状態になる
と考えられ、結果的に極性反転位置は図において
右方向へシフトすることとなる。しかし、ループ
２には、ループ２と直角な方向の共通導線２
ｓによる磁界の影響がまだ残つており、所定のル
ープ２の中間点に該極性反転位置を移動させる
には、この補償ループ２１に流す電流をピツクア
ツプ３の座標位置に応じて適宣変更する必要があ
る。 このように、ピツクアツプ３の座標位置に応じ
て適切な電流を補償ループ２１に流すためには、
補償ループ２１の電流ドライバ回路に、電流値を
デジタル値で規定できる機能が必要となる。すな
わち、支流電流の振幅を精度良くデジタル値で可
変することが必要となる。このためには、高精度
の乗算器、Ｄ／Ａコンバータ、可変ゲイン、アン
プ、アナログスイツチ等が必要となり、装置自体
が高価なものとなる。 したがつて、この考案の目的とするところは、
さらに精度の良い座標入力装置を低コストで提供
することにある。 〔問題点を解決するための手段〕 上記問題点を解決するために、この考案は、入
力平面に互いに平行に埋設した複数の導体からな
るメインループに対して走査信号を順次送出し、
当該入力平面上を任意にポイントし得る座標指示
具によつて検出された信号に基づいて座標位置を
検出する座標入力装置において、前記メインルー
プの共通導体の近傍に、このメインループを囲繞
するように設けられた別個の導体からなる補償ル
ープと、該メインループの所定のループに走査信
号を順次送出するスイツチング手段と、該スイツ
チング手段を用いて各ループに送出した走査信号
によつて生じた信号を検出する座標指示具と、座
標指示具によつて検出された信号の極性が反転し
たことを判別する極性判別手段と、補償ループに
流す電流を一定にした状態下において各ループに
所定の電流を送出した場合の座標指示具の入力平
面上の大まかな座標位置に応じた補償値を予め格
納した記憶手段と、極性判別手段によつて極性の
反転が判別された走査位置に着目して、座標指示
具の大まかな座標位置を検出し、前記記憶手段か
らその位置に応じた補償値を呼び出すとともに、
前記座標指示具によつて検出された極性が反転し
た前後のループからの磁界強度と、メインループ
への電流の送出を中止して補償ループのみに前記
一定の電流を送出した場合の磁界強度と、前記呼
び出した補償値とから座標指示具がポイントした
位置を算出する演算手段とを備えた構成にしてあ
る。 〔作用〕 上記手段は、メインループに電流を供給する共
通導線（ソース線）によつて生じる磁界を、補償
ループに一定の電流を逆向きに流して、ある程度
緩和すると同時に、緩和した状態での補正値を導
入して演算処理することにより誤差の少ない座標
検出をしようとするもので、その原理を以下に説
明する。 補間をおこなう領域近傍の磁界を考えてみる
と、第４図ａ，ｂ，ｃのようになる。第４図ａ
は、例えば第ｎ番目のループ２による磁界を、
第４図ｂは第ｎ＋１番目のループ２による磁界
を、第４図ｃは補償ループ２１による磁界を示し
ている。補間は、大まかな領域（セグメント）を
検出した後、第４図ａのグラフが負、第４図ｂの
グラフが正の領域にあたる部分でおこなう。 今、第ｎ番目のループ２からの磁界強度Hzを
Hz₁、第ｎ＋１番目のループ２からの磁界強度
HzをHz₂、補償ループ２１からの磁界強度HzをHz
ｃとすると、各ループ２と補償ループ２１との
合成磁界強度は、それぞれ Hz₁＋Hzｃ ……(1) Hz₂＋Hzｃ ……(2) となる。 したがつて、電圧として検出する場合は、比例
定数をαとして、 V₁＝α｜Hz₁＋Hzｃ｜ ……(3) V₂＝α｜Hz₂＋Hzｃ｜ ……(4) という値で検出され、Hzの正負を考慮すると、 V₁＝α｜Hz₁｜−α｜Hzｃ｜ V₂＝α｜Hz₂｜＋α｜Hzｃ｜ と表わすことができる。 ここで計算による補正を考えると、Hz₁，Hz₂，
Hzｃを個別に検出する場合、 Hz₁による検出電圧をV₁′， Hz₂による検出電圧をV₂′， 補償電流値（比）ISCを各ループに流す電流値
と等しくし、すなわち、ISC＝１としたときの補
償ループ２１単体からの磁界による検出電圧を
Vcとし、 第ｎ番目のループに対する補償フアクタを
ISC、 第ｎ＋１番目のループに対する補償フアクタを
ISC₂、 とすると、補正後の検出電圧は、 V₁＝V₁′−ISC₁・Vc……(7) V₂＝V₂′＋ISC₂・Vc……(8) となり、補間値Ｘは、 Ｘ＝V₁／V₁＋V₂ ＝V₁′−ISC₁・Vc／V₁′＋V₂′＋（ISC₂−ISC₁）・Vc…
…(9) となる。 したがつて、(9)式を用いれば、補償ループ２１
に電流を流さない状態でV₁′，V₂′を検出し、補償
ループ２１のみに電流を流したとき（ISC＝１）
にVcを検出することで補間値Ｘが求まる。実際
には、補償フアクタISC₁，ISC₂を予めROMテー
ブルなどの記憶手段に格納しておき、電圧検出
後、所定の補償フアクタISC₁，ISC₂をそれぞれ
呼び出して演算するように設定しおかねばならな
い。 この方法では、Hzの極性反転位置の誤差が大い
ため、補間をおこなう領域の条件、すなわち、第
４図ａのグラフが負、第４図ｂのグラフが正とい
う条件が成り立たなくなる虞れがある。 そこで、補償ループ２１と各ループ２をそれ
ぞれ同時に駆動したときの検出電圧を用い、上記
条件が満足された状態で補間をおこなう必要があ
る。このため、補償ループ２１に流す電流を各ル
ープに流す電流と同一に固定した場合（ISC＝
１）の、 第ｎ番目のループ２と補償ループ２１とを同
時に駆動したときの検出電圧をV₁″、 第ｎ＋１番目のループ２と補償ループ２１と
を同時に駆動したときの検出電圧をV₂″、 補償ループ２１だけを駆動したときの検出電圧
をVc、 とする。 ここで、第ｎ番目、および第ｎ＋１番目のルー
プ２のみをそれぞれ駆動した場合を想定したと
きの電圧V₁′，V₂′を用いると V₁″＝V₁′−Vc ……(10) V₂″＝V₂′−Vc ……（11） となり、これより V₁′＝V₁″＋Vc ……（12） V₂′＝V₂″−Vc ……（13） となるので、（12），（13）を式(9)に代入すると、 Ｘ＝V₁″＋（１−ISC₁）・Vc／V₁″＋V₂″＋（ISC₂−IS
C₁）・Vc……（14） となり、補間値Ｘが求まる。 これをＹ座標についてもおこなうことにより、
Ｙ座標の補間値Ｙも同様にして求めることができ
る。 上記方法であれば、および大まかな領域（セグ
メント）の検出時、および大まかな領域としての
セグメント内の補間時を通じて補償ループ２１に
一定振幅の電流を流すことになるので、前述のよ
うな補間領域の誤差が生じることがなく、精度の
良い検出が可能になる。 〔実施例〕 以下、この考案の実施例を図面を参照して説明
する。 第１図は、この考案の実施例に係る座標入力装
置の回路図である。図において、２１は補償ルー
プ、２２はドライバ、２３はROMテーブルであ
り、従来例と同一の構成要素には同一の符号を付
してある。 入力平面に互いに平行に埋設された導体２から
なるメインループ２ｍの外周部には、該導体２と
は別個の導体からなる補償ループ２１が、該メイ
ンループ２ｍを囲繞した形で設けられており、そ
の一端は、メインループ２ｍ駆動用の発振器８に
よつて所定の信号を受けて駆動電流を送出するド
ライバ２２に連なつている。そして、該発振器８
によりメインループ２ｍと同一の強さの補償電流
を補償ループ２１に送出可能になつている。 制御装置１２が、格納された補償フアクタを呼
び出し可能な記憶装置としてのROMテーブル２
３には、前述のように大まかな座標位置に対応す
る各セグメント毎の補償フアクタISCが格納され
ている。この補償フアクタは、例えば、第５図に
示したような200mm×200mmのメインループ２ｍが
形成された座標入力平面にＸ方向、Ｙ方向にそれ
ぞれ10mm間隔で導体２を埋設して各ループ２を
形成したものを例にとると、以下のようになる。

〔考案の効果〕

以上のように、メインループのソース線に沿つ
て補償ループを設け、ピツクアツプの位置するセ
グメントを検出して大まかな位置を特定し、その
セグメントに相応した補償フアクタが格納された
ROMテーブルから対応する補償フアクタを呼び
出し、このセグメントを形成するループに通電し
てピツクアツプにより検出した電圧と、該ループ
に通電せず、補償ループのみに通電したときの検
出電圧とから、該セグメント内の座標の補間値を
算出し、該セグメントの座標値と合成することに
よりピツクアツプの位置を特定したこの考案によ
れば、コストの安いROMテーブルを用意するだ
けで、特に高精度の乗算器やＡ／Ｄコンバータ
等々を使用する必要がないので、低コストで精度
の良い座標入力装置を提供することがきる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第１１図は、この考案の実施例を
説明するためのもので、第１図は実施例に係る座
標入力装置の原理的構成図、第２図および第３図
は補償ループの機能を示す説明図、第４図ａ，
ｂ，ｃはそれぞれ検出電圧の状態を示す線図、第
５図は座標入力平面のループを示す説明図、第６
図、第７図、第８図、第９図、第１０図、第１１
図、第１２図はそれぞれ測定誤差を示す線図、第
１３図は従来の座標入力装置の原理的構成図、第
１４図はメインループの態様を示す説明図であ
る。 １……スイツチング回路、２……導体、２…
…ループ、２ｍ……メインループ、２ｓ……共通
導線、３……ピツクアツプ（座標指示具）、５…
…極性判別回路、７……Ａ／Ｄ変換器、１２……
制御装置、２１……補償ループ、２３……ROM
テーブル（記憶手段）。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 入力平面に互いに平行に埋設した複数の導体か
   らなるメインループに対して走査信号を順次送出
   し、当該入力平面上を任意にポイントし得る座標
   指示具によつて検出された信号に基づいて座標位
   置を検出する座標入力装置において、 前記メインループの共通導体近傍に設けられた
   別個の導体からなる補償ループと、 該メインループの所定のループに走査信号を順
   次送出するスイツチング手段と、 該スイツチング手段を用いて各ループに送出し
   た走査信号によつて生じた信号を検出する座標指
   示具と、 座標指示具によつて検出された信号の極性が反
   転したことを判別する極性判別手段と、 補償ループに流す電流を一定にした状態下にお
   いて各ループに所定の電流を送出した場合の座標
   指示具の入力平面上の大まかな座標位置に応じた
   補償値を予め格納した記憶手段と、 極性判別手段によつて極性の反転が判別された
   走査位置に着目して、座標指示具の大まかな座標
   位置を検出し、前記記憶手段からその位置に応じ
   た補償値を呼び出すとともに、前記座標指示具に
   よつて検出された極性が反転した前後のループか
   らの磁界強度と、メインループへの電流の送出を
   中止して補償ループのみに前記一定の電流を送出
   した場合の磁界強度と、前記呼び出した補償値と
   から座標指示具がポイントした位置を算出する演
   算手段と、 を備えたことを特徴とする座標入力装置。