JPH0519943A - 座標入力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 センスライン群の周辺部においても精度よく
座標算出を行なうようにする。 【構成】 補正センスライン１を第１のセンスライン群
Ｓ１と第２のセンスライン群Ｓ２の周辺部に敷設し、補
正センスライン１の励磁電流制御手段を設ける。さらに
補正センスライン１は第１のセンスライン群Ｓ１とは逆
位相で励磁する。第１のセンスライン群Ｓ１または第２
のセンスライン群Ｓ２の周辺部では、座標算出時の誤差
の原因となる誘導信号が発生する。選択されているセン
スラインの位置により補正センスライン１の励磁電流を
制御することにより、この誘導信号を減衰させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータ等の情報
処理装置へ座標入力を行う座標入力装置に関し、特に電
磁誘導現象を応用した座標入力装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の座標入力装置としては、本出願人
の発明した特開平２−２４９０１９号がある。この座標
読取装置は、ＸＹ直交座標軸の各々の軸に沿って敷設さ
れた２つのセンスライン群のうち、第１のセンスライン
群から発生する交番磁界により座標指示器の共振回路が
共振し、第２のセンスライン群にはこの共振した座標指
示器から発生する交番磁界により誘導信号が誘起される
ことを利用し、選択された第１および第２のセンスライ
ンの位置にしたがいそのとき検出した誘導信号の振幅を
比較することにより座標指示器の位置すなわち座標を求
めている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】基本的には上記第１の
センスライン群と第２のセンスライン群は直交している
ので、第１のセンスライン群から発生する交番磁界によ
り第２のセンスライン群に直接誘導信号が発生すること
は無いが、第１または第２のセンスライン群の中の周辺
部のセンスラインを選択すると直接誘導信号が発生す
る。

【０００４】図８は、第１のセンスライン群と第２のセ
ンスライン群間の誘導の様子を説明する説明図であり、
磁界を発生するｑｒｓｔ部から成るセンスラインｙｋ
と、誘導信号を検出するｕｖｗｘ部から成るセンスライ
ンｘｋを１本ずつ示してある。また、図中示した磁界の
方向を示す記号は、センスラインｙｋに矢印で示したｑ
ｒｓｔの方向に電流が流れたときのものである。図８に
示したように距離ｌｙ１、ｌｙ２および距離ｌｘ１、ｌ
ｘ２が十分にあれば、センスラインｙｋから発生する磁
界があってもセンスラインｘｋの鎖交磁束数の和はほぼ
ゼロとなるため、センスラインｙｋから発生する磁界に
よる誘導は起きない。しかしながら、距離ｌｙ１、ｌｙ
２または距離ｌｘ１、ｌｘ２のいずれかが短いと上記鎖
交磁束数がゼロとなる条件が満たされなくなる。例え
ば、図８において距離ｌｙ1が短い場合、センスライン
ｙｋから発生する磁界のうちｑｒ部より上に示した磁界
（紙面上、表から裏方向の磁界）がセンスラインｘｋと
交鎖しなくなる部分が増えてくる。また、距離ｌｘ１が
短い場合、センスラインｙｋのｒｓ部から発生する磁界
（紙面上、裏から表方向の磁界）による影響を受ける。
したがって、距離ｌｙ１、ｌｙ２または距離ｌｘ１、ｌ
ｘ２のいずれかが短いと上記鎖交磁束数がゼロとならな
くなり、センスラインｙｋから発生する磁界による誘導
信号がセンスラインｘｋに発生する。このためセンスラ
イン群の周辺部では座標指示器以外からの影響による誘
導信号、すなわち２つのセンスライン群間の結合により
発生する誘導信号のため、誘導信号の大きさを比較して
求める座標算出に誤差を生じさせる結果となる。

【０００５】また、この誘導信号を小さくするために、
センスライン群の周辺部において上記距離ｌｙ１、ｌｙ
２または距離ｌｘ１、ｌｘ２を長くとると、センスライ
ン群全体の大きさが大きくなってしまい座標入力装置自
体が無駄に大きくなってしまう。本発明の目的は、この
ような従来の欠点を改善したものであり、座標入力装置
のセンスライン群の周辺部においても精度良く座標算出
を行なうようにした座標入力装置を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】少なくともコイルとコン
デンサにより構成された共振回路を有する座標指示器
と、ＸＹ直交座標軸の一方の軸に平行に敷設された複数
のセンスラインを有する第１のセンスライン群と、他方
の軸に平行に敷設された複数のセンスラインを有する第
２のセンスライン群と、前記第１のセンスライン群を順
次選択する第１の走査回路と、該第１の走査回路に接続
され前記第１のセンスライン群を励磁する励磁回路と、
前記第２のセンスライン群を順次選択する第２の走査回
路と、該第２の走査回路に接続され前記第２のセンスラ
イン群に誘導される誘導信号を検出する誘導信号検出回
路と、該誘導信号検出回路により検出された前記誘導信
号から座標を求める制御回路とから構成される座標入力
装置において、前記第１および第２のセンスライン群の
周辺部に補正センスラインと該補正センスラインの励磁
信号制御手段を設け、さらに前記補正センスラインは前
記第１のセンスライン群とは逆位相で励磁される構成と
したものである。

【０００７】

【作 用】本発明による座標入力装置では、第１または
第２のセンスライン群の中の周辺部のセンスラインを選
択すると２つのセンスライン群間の結合により誘導信号
が発生するが、補正センスラインから発生する磁界によ
り上記誘導信号を減衰させているためセンスライン群の
周辺部においても精度よく座標算出を行なうことができ
る。

【０００８】

【実施例】以下本発明の一実施例を図１ないし図７に基
づき説明する。図１に、本発明による座標入力装置の構
成図を示す。図において、１は補正センスライン、Ｓ１
はセンスラインｙ１〜ｙｎを有する第１のセンスライン
群、Ｓ２はセンスラインｘ１〜ｘｍを有する第２のセン
スライン群、２は第１のセンスライン群Ｓ１を順次選択
する第１の走査回路、３は第２のセンスライン群Ｓ２を
順次選択する第２の走査回路、４は第１のセンスライン
群Ｓ１および補正センスライン１を励磁する励磁回路で
補正センスライン１の励磁信号４３を制御する励磁信号
制御手段を有し、５は第２のセンスライン群Ｓ２に発生
する誘導信号を検出する誘導信号検出回路、６は一般的
なＣＰＵ回路で構成される制御回路、７は共振回路（図
示しない）を有する座標指示器である。なお、図中のセ
ンスラインは図が煩雑になるのを避けるために簡略化し
て示してある。

【０００９】図２に、センスラインの詳細図を示す。図
中の記号は図１のものと同一である。 図３に、補正セ
ンスライン１の効果の説明図を示す。図４に励磁回路４
の回路図を示す。図５は、補正センスライン１の励磁信
号制御手段を制御する制御信号４４の制御値（１０進表
示）を示した図である。

【００１０】図６は、本実施例による２つのセンスライ
ン群間の結合により発生する誘導信号を示した図であ
る。図７は、従来の２つのセンスライン群間の結合によ
り発生する誘導信号を示した図である。以下本実施例の
動作について説明する。図１において、第１のセンスラ
イン群Ｓ１は、第１の走査回路２により順次選択され励
磁されていく。座標指示器７が第１のセンスライン群Ｓ
１に近づくと、第１のセンスライン群Ｓ１から発生する
交番磁界により座標指示器７の共振回路が共振し、第２
のセンスライン群Ｓ２にはこの共振した座標指示器７か
ら発生する交番磁界により誘導信号が誘起される。この
誘導信号は、誘導信号検出回路５により所定の処理が行
なわれ制御回路６に入力される。制御回路６では、選択
された第１および第２のセンスラインの位置にしたがい
そのとき検出した誘導信号の振幅を比較することにより
座標指示器の位置すなわち座標を求めている。なお、以
上述べた動作および座標算出方式の詳細については、特
開平２−２４９０１９号に述べられているのでここでは
これ以上の説明は省略する。

【００１１】次に、補正センスライン１の詳細について
説明する。図２は、図１に示した実施例のセンスライン
群Ｓ１、Ｓ２および補正センスライン１の詳細図であ
り、補正センスライン１は第１のセンスライン群Ｓ１と
第２のセンスライン群Ｓ２の周辺部に敷設されている。
まず、第１のセンスライン群Ｓ１の周辺部における補正
センスライン１の効果について説明する。図３Ａは、図
２のＡ部の拡大図で、第１のセンスライン群Ｓ１および
第２のセンスライン群Ｓ２のセンスラインを各１本づつ
図示している。第１のセンスライン群Ｓ１のセンスライ
ンｙｎに矢印の方向に電流が流れているときは、センス
ラインｙｎのループの内側では紙面上裏から表への磁界
が、またループの外側では紙面上表から裏への磁界が発
生している。この場合第２のセンスライン群Ｓ２のセン
スラインｘｊには、センスラインｙｎから発生する磁界
のうちセンスラインｘｊの折り返し部から外の磁界（紙
面上表から裏）とは交鎖せず、この分誘導信号が発生す
ることになる。この時、補正センスライン１に矢印方向
に所定の電流を流すと、補正センスライン１の内側すな
わちセンスラインｘｊ側では、紙面上表から裏方向の磁
界が発生することになる。したがって、センスラインｙ
ｎから発生する磁界のうちセンスラインｘｊと交鎖しな
かった磁界を補正センスライン１により補い、センスラ
インｘｊに発生する誘導信号を減衰させることができ
る。

【００１２】次に、第２のセンスライン群Ｓ２の周辺部
における補正センスライン１の効果について説明する。
図３Ｂは、図２のＢ部の拡大図で、第１のセンスライン
群Ｓ１および第２のセンスライン群Ｓ２のセンスライン
を各１本づつ図示している。センスラインｙｊに矢印の
方向に電流が流れているときは、センスラインｙｊのル
ープの内側では紙面上裏から表への磁界が、またループ
の外側では紙面上表から裏への磁界が発生している。こ
の場合センスラインｘ１には、センスラインｙｊから発
生する磁界のうちセンスラインｙｊの折り返し部からの
磁界（紙面上裏から表）と交鎖し、この分誘導信号が発
生することになる。この時、補正センスライン１に矢印
方向に所定の電流を流すと、補正センスライン１の内側
すなわちセンスラインｘ１側では、紙面上表から裏方向
の磁界が発生することになる。したがって、センスライ
ンｙｊから発生する磁界のうちセンスラインｘ１と交鎖
した磁界を補正センスライン１により打ち消し、センス
ラインｘ１に発生する誘導信号を減衰させることができ
る。以上の説明から明らかなように、図３Ａまたは図３
Ｂいずれの場合でも、補正センスライン１には第１のセ
ンスライン群Ｓ１に流す電流とは逆方向の電流を流す、
すなわち第１のセンスライン群Ｓ１とは逆相の磁界を発
生させることによりセンスラインｘ１に発生する誘導信
号を減衰させることができる。

【００１３】図４に、励磁回路４の回路図を示す。図４
は励磁回路の最終段を示しており、周知の演算増幅器に
より構成されている。励磁信号４１は、制御回路６から
出力される励磁信号４０が正弦波に変換されたものであ
る。励磁信号４１は、演算増幅器Ｕ１により所定の電圧
に増幅され電流制限抵抗Ｒ１を介して第１の走査回路２
へ励磁信号４２として出力されると共に、演算増幅器Ｕ
２により所定の電圧に増幅され電流制限抵抗Ｒ２〜Ｒ５
およびマルチプレクサＵ３（例えば、ＮＥＣ製ｕＰＤ４
０５１）を介して、補正センスライン１に励磁信号４３
として出力され補正センスライン１を励磁する。マルチ
プレクサＵ３は、補正センスライン１へ出力する励磁信
号４３（励磁電流）の大きさを制御するものであり、励
磁信号４３は制御回路６から出力される３ビットの制御
信号４４により５段階に制御される。電流制限抵抗Ｒ２
〜Ｒ５の抵抗値は、Ｒ２＞Ｒ３＞Ｒ４＞Ｒ５と設定され
ており、制御信号４４の値が０、１、２、３、４（１０
進表現）と大きくなるに従い補正センスライン１の励磁
電流値が大きくなるよう構成されている。なお、制御信
号４４の値が０の時は、励磁信号４３はゼロとなる。

【００１４】制御信号４４は、センスライン群Ｓ１およ
びＳ２の選択されているセンスラインの位置に基づき決
定される。これは、２つのセンスライン群間の結合によ
り発生する誘導信号の大きさが、選択されているセンス
ラインの位置により異なること、および補正センスライ
ン１の発生する磁界の影響が第１のセンスライン群Ｓ１
の周辺部の場合と第２のセンスライン群Ｓ２の周辺部の
場合では異なるためである。例えば、第１のセンスライ
ン群Ｓ１の周辺部の場合は、図３Ａに示したように主に
センスラインｘの折り返し部のみが補正センスライン１
の発生する磁界の影響を受ける。しかし、図３Ｂに示し
た第２のセンスライン群Ｓ２の周辺部の場合は、センス
ラインｘのほぼ全長にわたって補正センスライン１の発
生する磁界の影響を受けることになり、この影響は前述
した場合よりも大きい。したがって、図３Ａに示した場
合と図３Ｂに示した場合とでは、補正センスライン１の
励磁信号４３を変化させる必要がある。また例えば、図
３Ａにおいてセンスラインｙｎを励磁した場合と図示し
ていないがセンスラインｙｎの隣に敷設されているセン
スラインｙｎ-1を励磁した場合とでは、センスラインｙ
ｎ-1の方がセンスラインｙｎよりセンスラインｘｊの折
り返し部との間隔が広いため、センスラインｘｊに発生
する誘導信号は小さくなる。さらに、図３Ｂにおいてセ
ンスラインｙｊを励磁している時、センスラインｘ１を
選択している場合と図示していないがセンスラインｘ１
の隣に敷設されているセンスラインｘ２を選択している
場合とでは、センスラインｘ２の方がセンスラインｘ１
よりセンスラインｙｊの折り返し部との間隔が広いた
め、センスラインｘ２を選択している場合の方が発生す
る誘導信号は小さくなる。

【００１５】このように、２つのセンスライン群間の結
合により発生する誘導信号の大きさが、選択されている
センスラインの位置により異なること、および補正セン
スライン１の発生する磁界の影響が第１のセンスライン
群Ｓ１の周辺部の場合と第２のセンスライン群Ｓ２の周
辺部の場合では異なるため、制御信号４４はセンスライ
ン群Ｓ１およびＳ２の選択されているセンスラインの位
置に基づき決定する必要がある。

【００１６】図５ないし図７に、従来の座標入力装置に
上記実施例で示した補正センスライン１と励磁回路４を
設けて、実験を行なった結果を示す。実験に用いたセン
スラインは、磁界を発生する第１のセンスライン群Ｓ１
を２０本、第２のセンスライン群Ｓ２を２８本敷設して
ある。すなわち、図１においてセンスラインｙｎがｙ２
０に、センスラインｘｍがｘ２８となった場合である。
図５に、補正センスライン１に流す励磁信号４３を制御
する制御信号４４の制御値（１０進表示）を示す。図５
に示したＳ１側の１〜２０は、第１のセンスライン群Ｓ
１を示し図１のセンスラインｙ１〜ｙｎに相当する。Ｓ
２側の１〜２８は、第２のセンスライン群Ｓ２を示し図
１のセンスラインｘ１〜ｘｍに相当する。図５は例え
ば、センスラインｙ１とセンスラインｘ２を選択した時
は制御信号４４の値を４とし、センスラインｙ２とセン
スラインｘ３を選択した時は制御信号４４の値を２とす
ることを意味する。また、空白部は制御信号４４の値を
０としていることを示し補正センスライン１の励磁信号
４３はゼロとなる。図６は本実施例による２つのセンス
ライン群間の結合により発生する誘導信号であり、制御
信号４４を図５に示したように制御したときの誘導信号
の大きさすなわち誘導電圧を示している。図７は従来の
２つのセンスライン群間の結合により発生する誘導信
号、すなわち、補正センスライン１には全く励磁信号４
３を流さなかった場合の誘導電圧である。図６および図
７の縦軸は、誘導信号の大きさを示し、いずれも縦軸の
スケールを同一にしてある。図７からわかるように、セ
ンスラインｙ１、ｙ２０、ｘ１またはｘ２８を選択した
時に特に大きな誘導電圧が発生しているが、制御信号４
４でマルチプレクサＵ３を制御し補正センスライン１に
所定の電流を流すことにより、センスライン群Ｓ１また
はＳ２の周辺部において、座標算出時の誤差の原因とな
る２つのセンスライン群間の結合により発生する誘導信
号を図６に示すように大幅に減衰させることができた。

【００１７】なお、図４に示した実施例では、励磁信号
４２および励磁信号４３は同相信号であるため、補正セ
ンスライン１の巻き方向は第１のセンスライン群Ｓ１と
逆方向にすることにより、センスライン群Ｓ１と逆相の
磁界を補正センスライン１から発生させることができ
る。また、図４に示した実施例では演算増幅器Ｕ２を用
いているが、演算増幅器Ｕ１の電流容量に余裕があれ
ば、演算増幅器Ｕ１の出力に直接マルチプレクサＵ３を
接続し、演算増幅器Ｕ２を省いてもかまわない。さら
に、図４に示した励磁回路４の実施例において、演算増
幅器Ｕ２を反転増幅器の構成として励磁信号４３を励磁
信号４２と逆相とし、補正センスライン１の巻き方向を
第１のセンスライン群Ｓ１と同じ方向としても同様の補
正センスライン１の効果を得ることができる。

【００１８】図９に他の実施例によるセンスラインの詳
細図を示す。前記実施例では補正センスライン１を図２
に示したようにセンスライン群Ｓ１、Ｓ２のセンスライ
ンの折り返し部の外周に敷設したが、図９に示すように
内側に敷設しても同様の補正センスライン１の効果を得
ることができる。上記実施例では、センスライン群Ｓ
１，Ｓ２および補正センスライン１のセンスラインの卷
数を１ターンとした場合について説明したが、前述した
原理からそれぞれの巻数は上記数に限定されないことは
言うまでもない。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、第
１および第２のセンスライン群の周辺部に補正センスラ
インと補正センスラインの励磁信号制御手段を設け、さ
らに補正センスラインは第１のセンスライン群とは逆位
相で励磁されるようにしたことにより、座標算出の誤差
の原因となる２つのセンスライン群間の結合により発生
する誘導信号を減衰させることができ、センスライン群
の大きさを大きくすることなくセンスライン群の周辺部
においても精度よく座標算出を行なう座標入力装置を提
供することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。

【図２】センスラインの詳細図である。

【図３】補正センスラインの効果の説明図である。

【図４】走査回路の回路図である。

【図５】制御信号４４の制御値（１０進表示）を示した
図である。

【図６】本実施例による２つのセンスライン群間の結合
により発生する誘導信号を示した図である。

【図７】従来の２つのセンスライン群間の結合により発
生する誘導信号を示した図である。

【図８】２つのセンスライン群間の誘導の説明図であ
る。

【図９】他の実施例によるセンスラインの詳細図

【符号の説明】

１ 補正センスライン ２、３ 走査回路 ４ 励磁回路 ５ 誘導信号検出回路 ６ 制御回路 ７ 座標指示器 Ｓ１ 第１のセンスライン群 Ｓ２ 第２のセンスライン群

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 少なくともコイルとコンデンサにより構
   成された共振回路を有する座標指示器と、ＸＹ直交座標
   軸の一方の軸に平行に敷設された複数のセンスラインを
   有する第１のセンスライン群と、他方の軸に平行に敷設
   された複数のセンスラインを有する第２のセンスライン
   群と、前記第１のセンスライン群を順次選択する第１の
   走査回路と、該第１の走査回路に接続され前記第１のセ
   ンスライン群を励磁する励磁回路と、前記第２のセンス
   ライン群を順次選択する第２の走査回路と、該第２の走
   査回路に接続され前記第２のセンスライン群に誘導され
   る誘導信号を検出する誘導信号検出回路と、該誘導信号
   検出回路により検出された前記誘導信号から座標を求め
   る制御回路とから構成される座標入力装置において、前
   記第１および第２のセンスライン群の周辺部に補正セン
   スラインと該補正センスラインの励磁信号制御手段を設
   け、さらに前記補正センスラインは前記第１のセンスラ
   イン群とは逆位相で励磁し、前記誘導信号を補正するこ
   とを特徴とする座標入力装置。