JPH0431407B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、座標検出用の導線が敷設されたタブ
レツト上における指示装置の位置の座標値を検出
する座標検出装置に関する。

〔従来の技術〕

座標検出装置は、電磁ペン・カーソル等の指示
装置によりタブレツト上の位置を指示したとき、
その位置の座標値を検出する装置である。このよ
うな座標検出装置は、例えば特開昭58−191091号
公報に提示されていて公知である。以下当該公報
に記載された座標検出装置の概略を図により説明
する。

第４図は従来の座標検出装置のブロツク図であ
る。図で、１は発振器、２は発振器１の発信周波
数を分周する分周器、３は分周器２から出力され
るパルスと同一周波数の正弦波電流を出力するド
ライバである。４は電磁ペン等の指示装置に内蔵
された励磁コイルであり、ドライバ３から供給さ
れる電流により励磁される。

５はタブレツトである。タブレツト５にはＸ軸
用およびＹ軸用の導線が布線されている。Ｘ軸用
の導線は４本の導線より成り、第１の導線はピツ
チＰで蛇行状に布線され、第２の導線は第１の導
線に対してＰ／４ずらして布線される。さらに第
３の導線はピツチＱで第１の導線と同一方向に蛇
行状に布線され、第４の導線は第３の導線に対し
てＱ／４ピツチずらして布線される。第１の導線
の全ピツチ数をｎとすると、ピツチＰとピツチＱ
は、nP＝（ｎ−１）Ｑの関係にある。

Ｙ軸用の導線も、その布線の方向が90度異なる
だけで、他の構成はＸ軸用導線の構成と同じであ
る。５Ｘ，５ＹはそれぞれＸ軸用の４本の導線お
よびＹ軸用の４本の導線を示す。

６は後述するデータ処理装置からの指令信号に
より、Ｘ軸用の第１の導線と第２の導線、Ｘ軸用
の第３の導線と第４の導線、Ｙ軸用の第１の導線
と第２の導線、およびＹ軸用の第３の導線と第４
の導線を順次切換えてそれら各導線の出力信号を
入力する切換器である。７，８は切換器６から入
力された信号を増幅する増幅器、９は一方の導
線、例えば第１の導線と第２の導線のうちの第１
の導線の信号を積分する積分器、１０は増幅器８
と積分器９の出力信号を加算する加算器である。

１１は加算器１０の出力信号を２値信号（パル
ス信号）に変換するコンパレータである。１２は
位相比較器であり、、分周器２からドライバ３へ
の出力パルスの立上りと、コンパレータ１１の出
力パルスの立上りとの位相差を検出する。１３は
位相比較器１２により検出された位相差に基づい
て座標値の演算やその他の処理、制御を行なうデ
ータ処理装置である。

今、励磁コイル４に、E₁＝A₁cosωtの電圧を印
加すると、増幅器７，８から出力される信号（例
えば第１の導線と第２の導線による信号）はそれ
ぞれ E₁₁＝A₂cos（2π・ｒ／Ｐ）cosωt E₁₂＝A₂sin（2π・ｒ／Ｐ）cosωt となる。ただし、Ｐは第１の導線および第２の導
線のピツチ、ｒは指示装置があるピツチ内に置か
れたとき、そのピツチの基準位置から指示装置が
置かれた位置までの距離である。

次に、信号E₁₁を積分器９で積分し、その積分
された信号E₁₁′と増幅器８の出力信号E₁₂とを加
算器１０で加算すると、その出力信号は次のよう
になる。

E₁₁′＋E₁₂＝A₂sin（ωt＋2π・ｒ／Ｐ） 即ち、信号（E₁₁′＋E₁₂）は距離ｒに比例する
位相変調信号である。この位相変調信号はコンパ
レータ１１によりパルス信号とされる。位相比較
器１２では、分周器２の出力信号とコンパレータ
１１の出力信号との位相差を検出する。この位
相差は、 ＝2π・ｒ／Ｐ である。そして、上式から距離ｒは、 ｒ＝Ｐ・／2π となる。ここで、位相差は位相比較器１２によ
り次のようにして検出される。即ち、位相比較器
１２をカウンタで構成し、分周器２からの出力パ
ルスの立上りでカウンタをスタートさせ、コンパ
レータ１１の出力パルスの立上りでカウンタをス
トツプさせる。このスタートとストツプの期間、
分周器２から高い周波数f₁のパルスを入力してそ
の数をカウントすると、当該パルスの下図は位相
差に比例した数となる。同様にして、第３の導
線と第４の導線の出力信号からピツチＱにおける
基準位置から指示装置までの距離ｓを求めること
ができるが、この際、カウンタに入力されるパル
スの周波数はf₂（f₂＝f₁・Ｑ／Ｐ）である。

このよううにして、距離ｒ，ｓが求められたと
き、その両者のカウント値に基づいて、指示装置
が第１の導線の第何番目のピツチに存在するかが
判別される。この判別手段については説明を省略
する。指示装置が第１の導線の何番目のピツチに
あるかが判別されれば、そのピツチの基準位置か
らの距離ｒが判つているので、指示装置のＸ軸、
Ｙ軸の座標値を求めることができる。

なお、位相比較器１２のカウンタに入力するカ
ウントのためのパルスは、分周器２のパルスを利
用する代りに位相比較器１２内に発振器を設ける
ことにより得ることができる。又、当該カウント
のためのパルスの周波数は２種類（f₁，f₂）でな
く１種類の周波数を用いても、指示装置が存在す
るピツチを判別できる手法が提案されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来の座標検出装置においては、発振器
１、分周器２およびドライバ３は座標検出装置本
体内に設けられ、励磁コイル４は電磁ペン、カー
ソル等の指示装置に設けられている。したがつ
て、指示装置と座標検出装置本体とはワイヤによ
り接続しなければならず、このワイヤの存在によ
り指示装置の扱いが極めて煩らわしくなるという
問題点があつた。

この問題点を解消するためには、発振器１、分
周器２、ドライバ３、および励磁コイル４に電流
を供給するための電源（電池）をすべて指示装置
に内蔵することが考えられる。しかしながら、そ
のようにして座標検出装置本体と指示装置との接
続を一切排除すると、励磁コイル４の励磁信号を
位相比較器１２に入力することができず、必要と
する位相差を得ることができなくなり、座標検出
が不可能となるという事態が発生する。

本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決
し、指示装置に接続されるワイヤを、座標検出に
何等支障なく排除することができる座標検出装置
を提供するにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、本発明は、第１の
導線およびこの第１の導線と所定ピツチずらして
配置された第２の導線より成る導線群を複数有す
るタブレツトと、励磁コイルを有し当該励磁コイ
ルの励磁により磁界を発生する指示装置と、この
指示装置の磁界により前記第１の導線および前記
第２の導線にそれぞれ誘導される第１の信号およ
び第２の信号から得られる位相差に対応する期間
に入力されたパルス数を計数する位相比較器と、
この位相比較器で得られた値に基づいて前記指示
装置の前記タブレツトの上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、前記指示
装置にその励磁コイルの励磁手段を全て内蔵する
とともに、前記第１の信号および前記第２の信号
をそれぞれ全波整流する各絶対値回路と、これら
各絶対値回路の出力を加算する加算回路と、この
加算回路で得られた２つの整流波のうちの最初の
整流波に基づいて前記位相比較器の計数開始信号
を出力する計数開始信号出力手段とを設けたこと
を特徴とする。

〔作用〕

指示装置には励磁コイルを励磁するための手段
が全て内蔵され、指示装置と他とを接続するワイ
ヤ等の接続手段は一切排除される。このため、位
相比較器の計数開始信号を得ることができなくな
るが、当該計数開始信号は、第１の信号と第２の
信号を全波整流し、各全波信号を加算し、これに
より得られた連続する２つの信号波のうちの最初
の信号波を用いて作成される。この信号波は、励
磁コイルの励磁信号と同一位相の信号であり、し
たがつて、従来装置における計数開始信号と全く
等価であり、これにより、接続手段のない指示装
置を構成することができる。

〔実施例〕

以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明す
る。

第１図は本発明の実施例に係る座標検出装置の
ブロツク図である。図で、第４図に示す部分と同
一部分には同一符号を付して説明を省略する。

１５は指示装置である。指示装置１５は、発振
器１、分周器２、ドライバ３、励磁コイル４、お
よび図示されていないが励磁コイル４に電流を供
給する電池６を内蔵している。又、座標検出装置
本体と指示装置１５との間にはワイヤによる接続
はない。即ち、指示装置１５はワイヤレス形の指
示装置である。

１６，１７はそれぞれ増幅器７，８に接続され
る絶対値回路、１８は絶対値回路１６，１７の出
力を加算する加算器、１９は加算器１８の出力信
号をパルス信号に変換するコンパレータ、２０は
コンパレータ１９から出力されるパルス信号を分
周する分周器である。分周器２０の出力は位相比
較器１２へ入力される。

第２図は第１図に示す絶対値回路１６，１７、
加算器１８、コンパレータ１９、分周器２０の具
体例を示す回路図である。絶対値回路１６，１７
はそれぞれ、全波整流器１６ａ，１７ａ、各抵抗
器ｒ、および差動増幅器１６ｂ，１７ｂで構成さ
れる。加算器１８は差動増幅器１６ｂ，１７ｂを
抵抗器ｒを介して接続点１８ａで接続するように
構成される。コンパレータ１９は基準電圧源１９
ａ、比較器１９ｂ、および抵抗ｒで構成される。
さらに、分周器２０Ｄはフリツプ・フロツプ２０
ａで構成される。

ここで、本実施例の動作を第３図ａに示す布線
図および第３図ｂに示す波形図を参照しながら説
明する。第３図ａはタブレツト５の導線の布線図
であり、２１はＸ軸用の第１の導線、２２はＸ軸
用の第２の導線を示し、いずれもＸ軸方向に蛇行
状に布線されている。他の導線の図示は省略す
る。導線２１はピツチＰで布線され、導線２２は
導線２１に対しＰ／４だけ位相をずらして同一ピ
ツチＰで布線されている。今、各ピツチのうち、
左から２番目のピツチに注目すると、このピツチ
は導線２１における線２１₀から始まる。この線
２１₀を基準線とし、当該ピツチ内における指示
装置１５の位置までの距離ｒが前述のように求め
られる。図中、０，Ｐ／４，…………，7P／４
は基準線２１₀を基準とする距離ｒを示す。

第３図ｂは第３図ａに示す各距離０，Ｐ／４，
…………，7P／４に指示装置１５が置かれたと
き、第１図および第２図に示す各要素からの出力
信号の波形をまとめて示した図であり、各波形の
振幅は、その相対的比率が実際の波形に近似する
大きさで示されている。

ここで、指示装置１５が基準線２１₀上にあり、
その励磁コイル４が第３図ｂに示す正弦波の励磁
信号により例示された場合について検討する。

切換器６により導線２１および導線２２の信号
が入力され、導線２１の信号が増幅器７で増幅さ
れ、導線２２の信号が増幅器８で増幅されるもの
とすると、第３図ｂの位置０の欄に示されるよう
に、増幅器７の出力信号は０、増幅器８の出力信
号は最大振幅の正弦波となる。これらの信号はそ
れぞれ絶対値回路１６，１７に入力され全波整流
器１６ａ，１７ａで全波整流され、差動増幅器１
６ｂ，１７ｂで増幅される。この場合、絶対値回
路１６の出力は０、絶対値回路１７の出力は第３
図ｂに示すように全波整流された２つの山が連続
する波形となる。したがつて、加算器１８の接続
点１８ａに生じる波形は絶対値回路１７の出力信
号と同一の波形となる。

同様に、指示装置１５の位置が、Ｐ／４，Ｐ／
２，…………，7P／４である場合の波形が第３
図ｂに示されている。そして、指示装置１５がい
ずれの位置にあつても、加算器１８の出力信号は
２つの山が連続する波形となる。なお、指示装置
１５が上記各位置の中間にある場合でも、加算器
１８の出力信号はその振幅が変化するだけで、２
つの山が連続する波形になることに変りはない。

加算器１８の出力信号はコンパレータ１９に入
力され、ここで基準電圧源１９ａの基準電圧と比
較され、その比較器１９ａからは第３図ｂに示す
ように、加算器１８の出力信号の波形における２
つの山に対応する連続した２つのパルスが出力さ
れる。この２つのパルスより成るコンパレータ１
９の出力信号は分周器２０に入力され、Ｄフリツ
プフロツプ２０ａにより1/2に分周される。結局、
分周器２０から出力されるパルスは、指示装置１
５の励磁信号と同一位相、同一周期のパルスとな
る。このパルス信号は位相比較器１２に入力さ
れ、位相比較器１２で当該パルス信号の立上りで
カウンタをスタートさせ、コンパレータ１１から
のパルス信号の立上りでカウンタをストツプさせ
る。これにより、指示装置１５から位相比較器１
２へワイヤにより励磁信号を出力しなくても、座
標を検出することができる。

このように、本実施例では、タブレツトに布線
されている位相のみがずらされた２つの導線に発
生する信号を用いて指示装置の励磁信号を同一位
相、同一波数で復元させるようにしたので、指示
装置と座標検出装置本体とを接続するワイヤを排
除することができ、ひいては、指示装置による指
示を何等の煩らわしさもなく行うことができる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明では、タブレツトに
布線されている位相のみがずらされた２つの導線
に発生する信号をそれぞれ全波整流した後加算
し、加算後の２つの信号波のうち最初の信号波に
より位相比較器の計数開始信号を作成するように
したので、従来装置と全く等価な計数開始信号を
得ることができ、これにより、指示装置と座標検
出装置本体とを接続するワイヤを排除することが
でき、ひいては、指示装置の取扱いを容易にする
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る座標検出装置の
ブロツク図、第２図は第１図に示す装置の一部の
回路図、第３図ａはタブレツトの布線図、第３図
ｂは第１図に示す各部の出力信号の波形図、第４
図は従来の座標検出装置のブロツク図である。 １……発振器、２……分周器、３……ドライ
バ、４……励磁コイル、５……タブレツト、１２
……位相比較器、１６，１７……絶体値回路、１
８……加算器、１９……コパレータ、２０……分
周器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 第１の導線およびこの第１の導線と所定ピツ
   チずらして配置された第２の導線より成る導線群
   を複数有するタブレツトと、励磁コイルを有し当
   該励磁コイルの励磁により磁界を発生する指示装
   置と、この指示装置の磁界により前記第１の導線
   および前記第２の導線にそれぞれ誘導される第１
   の信号および第２の信号から得られる位相差に対
   応する期間に入力されたパルス数を計数する位相
   比較器と、この位相比較器で得られた値に基づい
   て前記指示装置の前記タブレツト上の位置を演算
   する演算手段とを備えた座標検出装置において、
   前記指示装置にその励磁コイルの励磁手段を全て
   内蔵するとともに、前記第１の信号および前記第
   ２の信号をそれぞれ全波整流する各絶対値回路
   と、これら各絶対値回路の出力を加算する加算回
   路と、この加算回路で得られた２つの整流波のう
   ちの最初の整流波に基づいて前記位相比較器の計
   数開始信号を出力する計数開始信号出力手段とを
   設けたことを特徴とする座標検出装置。