JPH0519941A - 電磁誘導形デジタイザのコイル励磁回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 消費電力の低減と、周波数安定度の向上を図
る。 【構成】 電磁誘導形デジタイザにおいて、発振回路と
して座標指示器内の励磁コイルＬ１自身を発振要素とす
る自励形Ｌ−Ｃ発振回路ＯＳＣを用い、また前記励磁コ
イルＬ１と同軸に補償コイルＬ２を巻き付けると共に、
この補償コイルＬ２の両端間に電圧制御形可変抵抗器Ｖ
ＣＲを接続し、前記自励形Ｌ−Ｃ発振回路ＯＳＣの出力
周波数と基準発振回路ＳＦＯの出力周波数とを比較して
その周波数差に応じた直流電圧を発生し、その周波数差
が常に０になるように前記電圧制御形可変抵抗器ＶＣＲ
を制御する位相比較器ＰＣを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電磁誘導形デジタイザ
のコイル励磁回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、ペン若しくはカーソルなどの
座標指示器内に励磁コイルを有し、その励磁コイルを交
流（高周波交流）電流で励磁することによって交流磁界
を発生させ、その交流磁界をデジタイザ板面のループコ
イルにより検出して前記座標指示器で指示したデジタイ
ザ板面上の座標位置を検出する電磁誘導形デジタイザが
ある。

【０００３】この種の電磁誘導形デジタイザのコイル励
磁回路（前記励磁コイルの励磁回路）には、一般に、消
費電力が小さいことと、発振周波数が安定なことが要求
される。消費電力を小さくするためにはＬ−Ｃ共振回路
を利用した自励発振回路（自励形Ｌ−Ｃ発振回路）ＯＳ
Ｃを構成し、励磁コイルＬ１を共振用コイルとして使用
する図３の方法が知られている。しかしこの方法では、
構成部品の温度変化や経年変化により発振周波数が変動
してしまい、周波数安定度が低いため、次のような問題
点があった。すなわち前記デジタイザは、通常、信号受
信側にＳ／Ｎ確保のためにバンドパスフィルタを設けて
いるが、前記発振周波数の変動はこのフィルタの周波数
特性と合わなくなることを意味し、検出信号のゲイン変
動若しくは位相変動を生じさせ、座標位置検出精度を低
下させることになった。

【０００４】また、発振周波数を安定にするためには水
晶振動子Ｘｔａｌなどを用いた基準発振回路ＳＦＯの出
力をコイルドライブアンプ４１で増幅して励磁コイルＬ
１に印加する図４の方法が知られている。しかしこの方
法では、基準発振回路ＳＦＯの発振周波数は励磁コイル
Ｌ１による共振周波数とは無関係に選定されるため、励
磁コイルＬ１のインピーダンスが低くなり、コイルドラ
イブアンプ４１が供給する電力が大きくなり、全体とし
て消費電力が大きくなるだけでなく周波数安定度が低く
なるという問題点があった。なお図３，図４において、
３１はフェライトコアを示す。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のように従来技術
は、図３の方法では周波数安定度が低く、図４の方法で
は消費電力が大きくなるという問題点があった。本発明
の目的は、消費電力が小さく、かつ周波数安定度の高い
電磁誘導形デジタイザのコイル励磁回路を提供すること
にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的は、座標指示器
内に励磁コイルを有し、その励磁コイルを交流電流で励
磁することによって交流磁界を発生させ、その交流磁界
をデジタイザ板面のループコイルにより検出して前記座
標指示器で指示したデジタイザ板面上の座標位置を検出
する電磁誘導形デジタイザにおいて、前記励磁コイル自
身を発振要素とする自励形Ｌ−Ｃ発振回路と、前記励磁
コイルと同軸に巻かれた補償コイルと、この補償コイル
の両端間に接続された電圧制御形可変抵抗器と、発振周
波数が安定な基準発振回路と、この基準発振回路の出力
周波数と前記自励形Ｌ−Ｃ発振回路の出力周波数とを比
較してその周波数差に応じた直流電圧を発生し、その周
波数差が常に０になるように前記電圧制御形可変抵抗器
の抵抗値を制御する位相比較器とを設けることにより達
成される。

【０００７】

【作用】前記自励形Ｌ−Ｃ発振回路は励磁コイル自身を
発振要素とするＬ−Ｃ共振回路を利用した発振回路で、
この発振回路を使用することにより消費電力が小さくな
る。一方、自励形Ｌ−Ｃ発振回路において、励磁コイル
のインダクタンスを何等かの形で可変制御できれば周波
数安定度を高めることができる。前記励磁コイルには、
これと同軸に補償コイルが巻かれており、またこの補償
コイルの両端間には電圧制御形可変抵抗器が接続されて
いる。

【０００８】このような構成においては、電圧制御形可
変抵抗器の抵抗値を変えることによって励磁コイルのイ
ンダクタンスが変えられる。本発明では、発振周波数が
安定な基準発振回路の出力周波数と前記自励形Ｌ−Ｃ発
振回路の出力周波数とを比較してその周波数差に応じた
直流電圧を発生する位相比較器で、前記周波数差が常に
０になるように前記電圧制御形可変抵抗器が制御され
る。これにより周波数が安定化される。

【０００９】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
するが、それに先立ち、まず本発明の原理について述べ
る。電磁誘導形デジタイザのコイル励磁回路において、
消費電力を小さくするためにはコイル励磁用の発振回路
にＬ−Ｃ共振回路を利用した自励発振回路（自励形Ｌ−
Ｃ発振回路）を使用することが最善である。したがっ
て、図３の方法で励磁コイルＬ１のインダクタンスを何
等かの形で可変制御し、周波数安定度を高めることがで
きれば本発明の目的は達成できる。

【００１０】本発明者は、励磁コイルＬ１と同軸に補償
コイルを配置し、この補償コイルの両端を可変抵抗器を
介して接続し、その抵抗値を変えることによって励磁コ
イルＬ１のインダクタンスが変えられることに着目し、
補償コイルの両端に接続した前記可変抵抗器の抵抗値を
制御することによって周波数安定度が高められることを
見出した。

【００１１】この様子を図２により説明する。図２は横
軸に前記可変抵抗器の抵抗値Ｒ、縦軸に前記励磁コイル
Ｌ１のインダクタンス（抵抗値Ｒにより値が変動するイ
ンダクタンス）Ｈを表したもので、Ｈ１は励磁コイルＬ
１単独（補償コイルに前記可変抵抗器が接続されていな
い場合を指す。）でのインダクタンスＨを示す。いま、
抵抗値Ｒが大きな状態（究極には補償コイルを解放した
状態）では励磁コイルＬ１のインダクタンスＨはＨ１の
ままであるが、抵抗値Ｒを小さくして行くに従って励磁
コイルＬ１のインダクタンスＨも小さくなり、抵抗値Ｒ
を０にした（補償コイルの両端をショ−トした）状態で
は励磁コイルＬ１のインダクタンスＨはＨ２まで減少す
る。これらＨ１，Ｈ２の値は励磁コイルＬ１，補償コイ
ルの寸法形状に依存する。

【００１２】そこで、補償コイルの両端を抵抗値Ｒ０で
終端しておき、励磁コイルＬ１のインダクタンスＨがＨ
０の状態で自励形Ｌ−Ｃ発振回路を所望の周波数ｆ０で
発振するように設定しておき、発振周波数が上昇したと
きは抵抗値ＲをＲ０より大きくなるように制御し、発振
周波数が下降したときは抵抗値ＲをＲ０よりを小さくな
るように制御することによって周波数を安定化できると
同時に、励磁コイルＬ１は常に共振状態で励磁されるた
め消費電力は最少となる。

【００１３】図１は本発明による電磁誘導形デジタイザ
のコイル励磁回路の一実施例を示すブロック図で、以
下、これについて説明する。

【００１４】図１において、自励形Ｌ−Ｃ発振回路ＯＳ
Ｃは、励磁コイルＬ１自身を発振要素とする、Ｌ−Ｃ共
振回路を利用した発振回路で、上記励磁コイルＬ１のイ
ンダクタンスによって決まる周波数ｆ１で発振すると同
時に、励磁コイルＬ１を周波数ｆ１で励磁駆動する。補
償コイルＬ２は、前記励磁コイルＬ１と同軸に（同一フ
ェライトコア３１上に）巻かれている。電圧制御形可変
抵抗器ＶＣＲは補償コイルＬ２の両端間に接続されてい
る。

【００１５】基準発振回路ＳＦＯは水晶振動子などを用
いた安定な基準周波数発振回路で、予め設定された周波
数ｆ２で発振する。位相比較器ＰＣは、前記周波数ｆ１
とｆ２を比較し、その周波数の差に応じた電圧Ｖを前記
電圧制御形可変抵抗器ＶＣＲに出力する。

【００１６】いま、位相比較器ＰＣと電圧制御形可変抵
抗器ＶＣＲの結合特性を、電圧制御形可変抵抗器ＶＣＲ
の抵抗値Ｒがｆ１＝ｆ２のとき図２に示すＲ０となり、
ｆ１＞ｆ２のときＲ＞Ｒ０、ｆ１＜ｆ２のときＲ＜Ｒ０
となるように設定すると、自励形Ｌ−Ｃ発振回路ＯＳＣ
の発振周波数ｆ１が、基準発振回路ＳＦＯの設定周波数
ｆ２より大きくなったときは電圧制御形可変抵抗器ＶＣ
Ｒの抵抗値Ｒが大きくなって励磁コイルＬ１のインダク
タンスが増大し、自励形Ｌ−Ｃ発振回路ＯＳＣの発振周
波数ｆ１を下げるように自動制御される。

【００１７】また逆に、自励形Ｌ−Ｃ発振回路ＯＳＣの
発振周波数ｆ１が基準発振回路ＳＦＯの発振周波数ｆ２
より小さくなったときは電圧制御形可変抵抗器ＶＣＲの
抵抗値Ｒが小さくなって励磁コイルＬ１のインダクタン
スが減少し、自励形Ｌ−Ｃ発振回路ＯＳＣの発振周波数
ｆ１を上昇させるように自動制御される。

【００１８】最終的には、自励形Ｌ−Ｃ発振回路ＯＳＣ
の発振周波数ｆ１は常に基準発振回路ＳＦＯの発振周波
数ｆ２と等しくなり、極めて周波数安定度が高く、かつ
消費電力が最少の自励発振（コイル励磁）が達成される
ものである。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、周
波数安定度が高く、かつ消費電力の小さい（励磁効率が
最大となる）電磁誘導形デジタイザのコイル励磁回路を
提供することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明回路の一実施例を示すブロック図であ
る。

【図２】本発明の原理を示す二重コイルの特性図であ
る。

【図３】従来技術の一例（自励振回路）を示すブロック
図である。

【図４】従来技術の他の例（他励振回路）を示すブロッ
ク図である。

【符号の説明】

ＯＳＣ 自励形Ｌ−Ｃ発振回路 ＳＦＯ 基準発振回路 ＰＣ 位相比較器 ＶＣＲ 電圧制御形可変抵抗器 Ｌ１ 励磁コイル Ｌ２ 補償コイル ｆ１ ＯＳＣの発振周波数 ｆ２ ＳＦＯの発振周波数 Ｖ ＰＣの出力電圧 Ｒ ＶＣＲ両端の抵抗値 ３１ フェライトコア

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 座標指示器内に励磁コイルを有し、その
   励磁コイルを交流電流で励磁することによって交流磁界
   を発生させ、その交流磁界をデジタイザ板面のループコ
   イルにより検出して前記座標指示器で指示したデジタイ
   ザ板面上の座標位置を検出する電磁誘導形デジタイザに
   おいて、前記励磁コイル自身を発振要素とする自励形Ｌ
   −Ｃ発振回路と、前記励磁コイルと同軸に巻かれた補償
   コイルと、この補償コイルの両端間に接続された電圧制
   御形可変抵抗器と、発振周波数が安定な基準発振回路
   と、この基準発振回路の出力周波数と前記自励形Ｌ−Ｃ
   発振回路の出力周波数とを比較してその周波数差に応じ
   た直流電圧を発生し、その周波数差が常に０になるよう
   に前記電圧制御形可変抵抗器の抵抗値を制御する位相比
   較器とを具備することを特徴とする電磁誘導形デジタイ
   ザのコイル励磁回路。