JPH0447319A - 座標読取装置およびその高さ情報算出方式 - 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、コンピュータ等の外部装置へ座標入力を行う
座標読取装置に関し、座標値の他に高さ情報を算出する
ことのできる読取装置の高さ情報を算出する方式に関す
るものである。

［発明の概要〕 本発明は交流磁界を発生する座標指示器がセンスライン
上に置かれた場合、両者間のｔｔ磁結合によってセンス
ラインに誘導した誘導信号から座標値を求める座標読取
装置において、座標指示器の置かれた位置の高さ情報も
検出することのできる座標読取装置を実現することを目
的としている。

このために本発明では、座標読取装置各部を制御すると
同時に座標値の算出を行う制御装置において、誘導信号
をもとに座標情報を算出し、座標指示器の置かれた位置
と特定の位置関係にあるセンスラインに誘導した誘導信
号の振幅信号を高さ検出信号として抽出して、これと前
記座標情報とによって高さ情報を算出するようにした。

［従来の技術］ 誘導信号の振幅を利用して高さ情報を得る技術はすでに
知られている技術である。第８図は、その説明図である
。

励磁ライン１０２とセンスライン１０３を直交して配置
してセンスライン板１０１を構成し、励磁ライン１０２
に交流信号を与え、センスライン１０３上に誘導される
誘導信号を観測する。座標指示器１０４はコイル１０５
とコンデンサによる共振回路を内臓している。

図のように座標指示器１０４をセンスライン板１０１上
に置くと、励磁ライン１０２、コイル１０５、センスラ
イン１０３の３者の′＠、磁結合によってセンスライン
１０３上には誘導信号が発生する。座標指示器１０４が
センスライン板１０１直上にあれば誘導信号の振幅は大
きくなり、センスライン板１０１から離れれば振幅は小
さくなっていく、誘導信号を増幅検波し振幅を測定すれ
ば、座標指示器の高さ情報を求めることができるのであ
る。

［発明が解決しようとする課題］ 以上の説明は原理を述べたものであって、実際には励磁
ライン１０２とセンスライン１０３とを複数設けてセン
スライン板１０１とし、座標指示器１０４はセンスライ
ン板１０１平面上任意の位置に置かれる。第８図に示し
たように固定点に置かれることはない。

このため、高さ情報として誘導信号の振幅を用いる技術
では、座標指示器が置かれた平面上の位置によっても振
幅が変化してしまい、精度よく高さ情報を検出すること
ができないという問題があった。

たとえば、第８図に示した直線Ｘ上を座標指示器１０４
が移動していく場合、第９図に示すように、誘導信号の
振幅はセンスライン１０３の中央で最大になり周辺に移
動するに従って減少してしまう。

本発明は、従来の技術における上記の問題点を解決する
ためになされたものである。主たる目的は、座標指示器
の置かれた位置の高さ情報も検出することのできる座標
読取装置を実現することであり、より具体的な目的は、
位置による影響を受けることなく、精度よい高さ情報を
検出することのできる座標読取装置を実現することであ
る。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するために、本発明では交流磁界を発生
する座標指示器と、交流磁界により誘導信号を発生する
センスライン群と、センスライン群を接続し、１のセン
スラインを選択する走査回路と、走査回路に接続され、
誘導信号の振幅信号を検出する増幅検波回路と、座標読
取装置各部を制御するとともに、座標指示器の置かれた
位置の座標値を算出する制御回路とからなる座標読み取
り装置において、 走査回路に選択信号を与えて、センスライン群を選択し
ていくとともに、誘導信号の振幅信号を入力する処理、
入力した振幅信号をもとに座標情報を算出する処理、振
幅信号の中から、座標指示器の置かれた位置と特定の位
置関係にあるセンスラインに誘導した誘導信号の振幅信
号を高さ検出信号として抽出する処理、高さ検出信号と
座標情報とによって座標指示器の置かれた位置の高さ情
報を算出する処理を制御回路に設けて座標読取装置を構
成した。

［作　用］ このように構成した座標読取装置において、順次センス
ライン群を選択していく過程で、選択されたセンスライ
ンの近傍に座標指示器が置かれていると、座標指示器の
発生する交流磁界によってセンスラインには誘導信号が
発生する。

制御回路はこれら複数の誘導信号の振幅を比較演算して
座標情報を求める。

一方誘導信号のうち、座標指示器と特定の位置関係にあ
るセンスラインに誘導した誘導信号の振幅に注目すると
、これは座標指示器の位置と高さによって変化するもの
となっている。制御回路はこの信号と座標情報とによっ
て高さ情報を算出するようにしているのである。

［実施例］ （第１の実施例による座標読取装置の構成）以下本発明
の第１の実施例を第１図ないし第４図に基づき説明する
。第１の実施例は本発明を座標読取装置本体と座標指示
器との間を信号線で接続する必要のないワイヤレス座標
読取装置に応用したものである。

まず、構成について説明する。第１図に本発明による座
標読取装置の構成図を示す。

第１図において、１はセンスライン板であり、励磁ライ
ン群２とセンスライン群３が敷設されている。励磁ライ
ン群２とセンスライン群３は折り返しループをなし、お
互いが等間隔になるよう並べられている。

４は励磁走査回路であり、励磁ライン群２の各励磁ライ
ンが接続される。励磁走査回路４はアナログスイッチ等
の複数の電子的スイッチ素子で構成されており、後述す
る励磁回路６から供給される励磁信号ｄｓを、選択した
１本の励磁ラインに与えるようになっている。

５はセンス走査回路であり、センスライン群３の各セン
スラインが接続される。励磁走査回路４と同様に電子的
スイッチ素子で構成され、センスラインの１本を選択し
て、後述する増幅検波回路７に接続するようになってい
る。

６は励磁回路である。後述する制御回路８から励磁クロ
ックｄｃを入力し、これを波形整形、増幅して励磁信号
ｄｓとして出力する。

７はセンスライン群３に誘導した誘導信号ｉｓを増幅検
波し、誘導信号の振幅信号ａｓを出力する増幅検波回路
である。

制御回路８は各部を制御するとともに、信号を入力して
演算し、座標情報を求める。この回路は、前記励磁走査
回路４には選択する励磁ラインを指示するドライブアド
レスｄａｄｒｓを、センス走査回路５には選択するセン
スラインを指示するセンスアドレス５ａｄｒｓを与える
。また、座標値を算出するために振幅信号ａｓを入力す
る。この制御回路８はマイクロプロセッサによって実現
され、各演算処理はプログラムによって行われる。

座標指示器９はコイル１０とコンデンサ１１による共振
回路によって構成されている。この共振回路の共振周波
数は、前記励磁クロックｄｃの周波数周辺にしておく。

必ずしも一致させる必要はない。

（座標読取装置の走査と座標情報算出の動作について） 次に動作について説明する。座標読取装置の制御を司る
のは制御回路８であり、第２図に示すフローチャートの
処理を行う、まず励磁ライン群２とセンスライン群３を
選択する動作と座標情報算出動作について説明する。

制御回路８は、ドライブアドレスｄａｄｒｓを出力して
励磁ラインの１本を選択する。（ステ。

プ１）これによって励磁回路６の出力が選択された励磁
ラインに接続され、励磁ラインは交流磁界を発生する。

制御回路８は１本の励磁ラインを選択している間に、セ
ンスアドレス５ａｄｒｓを出力してセンスライン群３を
順次選択していく。

（ステップ２）選択されたセンスラインは増幅検波回路
７に接続されることになる。

第２図のフローチャートにおいては、励磁ライン群２を
確定した後にセンスライン群３を順次選択するようにし
ているが、この順序は逆であってもよい、その場合は、
第２図におけるステップ４とステップ５の順序も交換す
る。

座標指示器９がセンスライン板１上にない場合は、励磁
ライン群２とセンスライン群３とが直交している関係か
ら、選択された励磁ラインには何の信号も誘導されない
、しかし、座標指示器９がセンスライン板１上に置かれ
ると、センスライン群３の各センスラインには、センス
ライン板１と座標指示器９との位置関係に応じた誘導信
号ｉｓが誘導する。励磁ラインの発生する交流磁界によ
ってコイル１０に誘導信号が発生し、この誘導信号によ
ってコイル１０は交流磁界を発生する。この交流磁界が
センスラインに誘導信号を発生させるのである。

第３図は、誘導信号ｉｓを走査のタイミング図として示
したものである。第１図を例にして、励磁ライン群２を
図の上部から下部へ、センスライン群３を回の左から右
へ走査した場合を示している。コイル１０の位Ｗ、ｐは
励磁ラインｄ２とセンスラインＳ２の交差する領域にあ
る。

いま、励磁ラインｄＯとセンスラインＳＯが選択されて
いるような場合、すなわち、両者の交差する領域がコイ
ル１０の位置ｐから遠く離れている場合は誘導信号ｉｓ
は観測されない、励磁ラインとセンスラインの交差する
領域がコイル１０の位Ｗｐに近づくにつれ誘導信号ｉＳ
は大きくなり、励磁ラインｄ２とセンスラインＳ２が選
択されたときに最大となる。誘導信号ｉｓは第３図のタ
イミング図に示したような分布になる。

誘導信号ｉｓは、増幅検波回路７によって振幅信号ａｓ
に変換され、その大きさが制御回路８によって読み取ら
れる。（ステップ３ン制御回路８の入力はＡ／Ｄ変換回
路となっており、デジタル量として振幅信号ａｓの大き
さを読み取るようになっている。

制御回路８は以上の処理を座標値算出に必要な誘導信号
が得られる範囲、たとえば励磁ライン、センスラインと
も５本の範囲についてくりかえす。

（ステップ４、ステップ５）この操作を「走査」と呼ん
でいる。

１走査が終わると座標情報の算出（ステップ６）を次の
方法で行う、制御回路８は読み取った振幅信号ａｓの中
から第３図のタイミング図で示すところの信号ｉｓｐ、
１ｓｘｌ、１ｓｘｈ、１ｓｙＬ　１ｓｙｈの振幅信号を
検出し、式１によって座標指示器１０の置かれた位置の
座標情報を算出する。

ただし、 １ｓｘｌ＞１ｓｘｈ ｎは定数 および ただし、 １ｓｘｈ＞１ｓｘｌ　　　　　　　　（式１）式１では
ＸＹ座標系の１軸についてのみ示したが第２軸について
も同様である。以下の説明も１軸についてのみ行う。

弐１のＱｘなる値は次の性質を持つ。第４図によって説
明する。まず、コイル１０が、あるセンスラインの中央
に置かれている場合（第４図（ａ））、ｉｓｐの両隣の
誘導信号１ｓｘｌと１ｓｘｈとは等しくなりＱｘ＝ｎと
なる。コイル１０が移動して、ｔｓｐを誘導したセンス
ラインとｊｓｘｈを誘導したセンスラインの間になった
場合（第４図（ｂ））、ｉｓｐと１ｓｘｈとが等しくな
り、ＱＸ＝Ｏとなる。コイル１ｏが、あるセンスライン
の中央からとなりのセンスラインとの境界まで移動する
間にＱｘはｎがら０までの間の値をとるのである。

この関係は、センスラインの中央を境に左右では逆の傾
向を示し、また、センスラインごとに同じ傾向を示す、
すなわちコイル１ｏがセンスライン間のどこにいるかの
情報を示すのである。この情報をここでは座標情報と呼
んでいる。

なお、本発明の要旨ではないが、センスラインの番号と
、ここで求めた座標情報とから、センスライン板全体で
の位置を求めることができ、これを座標値としている。

（高さ情報を算出する動作について） 次に高さ情報を算出する動作について説明する。

制御回路８は走査を行う間に入力した誘導信号の振幅信
号ａｓＯ中がら座標情報を算出するために用いた誘導信
号ｉｓｐの振幅情報を抽出し高さ検出信号とする。（ス
テップ７）この信号は従来の技術で説明したように、座
標指示器の置かれた位置と高さによって大小するもので
ある。

この場合のｉｓｐは座標指示器９に最も近いセンスライ
ンの誘導信号と定義できる。この信号は、特許請求の範
囲で主張するところの、「座標指示器の置かれた位置と
特定の位置関係にあるセンスラインに誘導した誘導信号
」の−例であり、ｉｓｐに限られるものではない、たと
えば、１ｓｘｌでも、座標指示器と、この信号を誘導し
たセンスラインとは特定の関係にあるものであり、座標
指示器の置かれた位置と高さによって大小する。同様に
高さ検出信号とすることができる。

高さ検出信号として誘導信号ｉｓｐの振幅信号を採用し
た場合、高さは一定とすると、センスライン内の位置と
高さ検出信号との関係は第８図と同様の関係になる。一
方、座標情報は第４図の関係にあるのであった。このよ
うにセンスライン内の位置に対して、座標情報、高さ検
出信号は一定の関係にあるので、高さ検出信号を座標情
報によって補正して、高さ検出信号が位置の影響を受け
なくすることができる。これが本発明の主旨である。

座標情報と高さ検出信号の補正量との関係は複雑である
ので、実現するために、座標情報から補正量への変換表
を採用している。第５図は、高さ検出信号の変換表の説
明図である。まず、実験によって座標情報−補正量の関
係を調査し、それを変換表の形で記憶しておく、ステッ
プ６で夏山した座標情報によって変換表を検索し補正量
をとる。

この補正量を高さ検出信号に加減するのである。

第５図の場合は、座標情報Ｑｘを夏山する式１において
ｎ＝２５５とした変換表の１例である。

この表にはコイル１０がセンスラインの中央から周辺に
移動するにつれて高さ検出信号が減少する量を補正量と
して登録している。この変換表を使って、たとえば、コ
イル１０がセンスラインのかなり周辺にまで移動し、座
標情報としてＱｘ−２０が得られたとする。ＱＸ−２０
に相当する補正量は２７であり、これを高さ検出信号に
加えるのである。

最後に、以上のようにして補正した高さ検出信号から高
さ情報に変換する。（ステップ８）高さに対する高さ検
出信号の傾向も直線傾向とはならないためになんらかの
変換が必要である。この処理も実験によって、高さ−高
さ検出信号の関係を求め、これを変換表にして実現した
。変換方法は上記の高さ検出信号の補正方法と同様なの
で省略する。

（第２の実施例による座標読取装置の構成）本発明の主
旨は、座標指示器の置かれた位置と特定の関係にあるセ
ンスラインに誘導した誘導信号の振幅信号を、座標情報
によって位置による影響を補正し、高さ情報を求めるこ
とである。したがってセンスラインに誘導信号を住じさ
せる手段については第１の実施例に限られるものではな
い。

第６図は、第２の実施例の構成図である０図に示すよう
にこの実施例の場合は、励磁ライン群２２はセンスライ
ン群３と直交せず同一方向に配置されている。さらに両
者は一部がオーバーラツプするようになっている。その
他の構成は第１の実施例と同様である。

このように構成したセンスライン板２１で、励磁回路４
によって１本の励磁ラインを選択して励磁信号を与え、
同時にこの励磁ラインにオーバーラツプする１本のセン
スラインを選択すると、このセンスラインには励磁ライ
ンとの１ｆ磁結合による誘導信号が発生する。

第１の実施例と異なることは、座標指示器９がセンスラ
イン板２１上になくても誘導信号が発生することである
。しかし、座標指示器９がセンスライン板２１上に置か
れると、結合はより強くなり、大きな誘導信号が発生す
る。したがって、誘導信号の振幅を観測することによっ
て座標情報を求めることはできるし、また高さ検出信号
も抽出することができる。高さ情報を夏山する処理は実
施例１と同様である。

（第３の実施例による座標読取装置の構成）第１および
第２の実施例はワイヤレス座標読取装置における実施例
であった。第７図は座標指示器に励磁回路を接続し、交
流磁界を発生させるようにした座標読取装置における実
施例の構成図である。

座標指示器５０内のコイル５１に信号線で励磁回路６が
接続されている０図はＸＹ座標系の１軸のみ示したもの
であり、センスライン群３およびセンス走査回路５を２
組設け、お互いを直交して配置すればＸＹ座標を求める
ことができる座標読取装置を構成できる。

この構成の座標読取装置ではセンスライン群３を走査す
ることによってセンスライン群３に誘導した誘導信号を
検出することができる。詳細は省略するが、誘導信号の
分布は前記実施例と同様であり、高さ情報も同様の処理
で算出することができる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明では交流磁界を発生する座
標指示器とセンスライン間の！磁結合によって、センス
ライン群に誘導される誘導信号の中から、座標指示器の
置かれた位置と特定の位置関係にあるセンスラインの誘
導信号の振幅を高さ検出信号として抽出し、これを誘導
信号の分布から算出した座標情報によって補正し、位置
の影響を受けない高さ検出信号とした後に、これを高さ
情報に変換するように座標読取装置を構成した。

位置の影響を受けないで精度よく高さ情報を求めること
のできる、座標読取装置を実現することができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるワイヤレス座標読取装置の第１の
実施例の構成図、第２図は制？Ｉｌ装置の処理のフロー
チャート、第３図は誘導信号の発生タイミング図、第４
図は座標情報Ｑｘの分布図、第５図は高さ検出信号の変
換表の説明図、第６図は第２の実施例の構成図、第７図
は第３の実施例の構成図、第８図は従来の高さ検出技術
の説明図、第９図は誘導信号の振幅の分布図である。 １・・・・・センスライン板 ２・・・・・励磁ライン群 ３・・・・・センスライン群 ４・・・・・励磁走査回路 ５・・・・・センス走査回路 ６・・・・・励磁回路 ７・・・・・増幅検波回路 ８・・・・・制ｍ回路 ９・・・・・座標指示器 １０・・・・・コイル １１・・・・・コンデンサ 出願人　セイコー電子工業株式会社 代理人　弁理士　林　　敬　之　動 部１の実施例の構成図 第１図 制ｖｓ装置の処理のフローチャート 第２図 Ｏ 誘導信号の発生タイミング−図 第３図 座標情摺Ｑｘの分布図 第４目 高さ検出信号の変換表 高さ検出信号の変換表の説明図 手５圓 ／３セ′スライ′群 第２の実施例の構成図 第３の実施例の構成図 第７国 １に来の高さ検出技術の説明図 第８目 誘導信号の振幅の分布図 小ｑ圀

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ａ、交流磁界を発生する座標指示器と、 ｂ、該交流磁界により誘導信号を発生するセンスライン
   群と、 ｃ、該センスライン群を接続し、１のセンスラインを選
   択する走査回路と、 ｄ、該走査回路に接続され、前記誘導信号の振幅信号を
   検出する増幅検波回路と、 ｅ、座標読取装置各部を制御するとともに、前記座標指
   示器の置かれた位置の座標値を算出する制御回路 とからなる座標読み取り装置であって、前記制御回路は
   、 ｆ、前記走査回路に選択信号を与えて、前記センスライ
   ン群を選択していくとともに、前記誘導信号の振幅信号
   を入力する処理、 ｇ、入力した振幅信号をもとに座標情報を算出する処理
   、 ｈ、前記振幅信号の中から、前記座標指示器の置かれた
   位置と特定の位置関係にあるセンスラインに誘導した誘
   導信号の振幅信号を高さ検出信号として抽出する処理、 ｉ、該高さ検出信号と前記座標情報とによって前記座標
   指示器の置かれた位置の高さ情報を算出する処理、 とを含む、座標読取装置における高さ情報算出方式。