JPH05233129A - 座標読み取り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 座標指示器のスイッチ状態をタブレット本体
へ簡単に伝達し、さらに電池を搭載した座標指示器の電
池寿命を長くする。 【構成】 発振制御回路１２ａは、スイッチ１２３の開
閉によりＣＲ発振回路の発振周波数が変化する。これに
伴い発振回路１１は間欠的に発振し、コイル１０２から
スイッチ１２３の開閉により決まる周期で間欠的に磁界
を発生する。したがって、タブレット本体側では、座標
指示器から磁界の発生が停止している期間をカウント
し、このカウント値より座標指示器のスイッチ１２３の
開閉状態を検出することができる。

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読み取り装置に関し、特
に電磁誘導現象を応用した座標読み取り装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来の座標読み取り装置としては、本出
願人による特開昭５１−１３８１２４号がある。この座
標読み取り装置は、座標指示器より発生する交番磁界に
より、タブレット本体のＸＹ直交座標軸に沿って敷設さ
れた複数のセンスラインに誘導する誘導信号を順次検出
し、各センスラインの誘導信号の大きさを比較すること
により座標を求めていた。さらに、座標指示器のスイッ
チを操作することにより座標指示器より発生する交番磁
界の周波数を変化させ、タブレット本体側で誘導信号の
周波数を検出することにより座標指示器のスイッチの状
態を検出していた。

【０００３】また、他の座標読み取り装置では、座標指
示器のスイッチ状態を座標指示器より発生する交番磁界
に各種変調をかけて、タブレット本体側で復調して座標
指示器のスイッチ状態を検出するものもある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしこの従来の座標
読み取り装置では、座標指示器にエネルギー源として電
池を内蔵し座標指示器から常に交番磁界を発生させるた
めに、座標指示器の電池寿命が短かった。さらに、座標
指示器のスイッチ状態により交番磁界の周波数を変化さ
せているので、座標指示器とタブレット本体間の磁気結
合係数の変化やタブレット本体の帯域フィルタの特性に
より、検出した誘導信号が座標指示器のスイッチ状態に
より変化してしまうため、これらを考慮した設計が必要
であった。

【０００５】また、他の従来の座標読み取り装置では、
変調回路および復調回路を必要とするため回路が複雑と
なる欠点を有していた。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、座標指示器のスイッチ
状態をタブレット本体へ簡単に伝達し、さらに電池を搭
載した座標指示器の電池寿命を長くした座標読み取り装
置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は従来の前記課題
を解決するために、磁界を発生する座標指示器と該座標
指示器から発生する磁界を検出し前記座標指示器の指示
位置を検出するタブレット本体とから構成される座標読
み取り装置において、前記座標指示器は、発振回路と、
該発振回路の発振の発振期間および停止期間を制御する
発振制御回路と、前記発振回路より出力される励磁信号
によって磁界を発生する磁界発生回路とを設け、前記タ
ブレット本体は、前記座標指示器から発生する磁界を検
出する磁界検出回路と、該磁界検出回路で検出した磁界
により座標を算出する座標算出手段と、前記座標指示器
の前記発振回路の発振状態を検出する状態検出手段とを
設けた構成である。

【０００７】

【作用】本発明による座標読み取り装置では、座標指示
器の発振回路の発振の発振期間と停止期間を設け座標指
示器から間欠的に磁界を発生させることにより、電池を
搭載した座標指示器の電池寿命を長くし、さらにタブレ
ット本体では発振回路の発振の発振期間で磁界を検出し
座標を求め、そして、座標指示器のスイッチ回路等によ
り変化する発振回路の発振の発振期間または停止期間ま
たはその周期を検出することにより座標指示器のスイッ
チ回路等の状態を検出することが出来る。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１乃至図５に基
づき説明する。図１に、本発明による座標読み取り装置
の構成図を示す。図において、１は座標指示器、２はタ
ブレット本体、１０は座標指示器１から磁界ｃを発生さ
せる磁界発生回路、１１は磁界発生回路１０に励磁信号
を供給する発振回路、１２は発振回路１１の発振の発振
期間および停止期間を制御する発振制御回路、２０は座
標指示器１から発生する磁界ｃを検出する磁界検出回
路、２１は磁界検出回路２０にて検出した磁界から座標
算出を行なう座標算出手段２２および座標指示器１の状
態検出を行なう状態検出手段２３を有するタブレット制
御回路である。

【０００９】図２に、座標指示器１の詳細な回路図を示
す。発振制御回路１２は、周知のＣＭＯＳインバータに
よるＣＲ発振回路でありコンデンサ１２０と抵抗１２１
により発振周波数が決まり、発振制御信号ａを出力す
る。発振回路１１は、周知のセラミック発振回路であり
セラミック振動子１１０により発振周波数が決まり、発
振制御信号ａによりナンドゲート１１１によって発振の
オン／オフ制御が行なわれ、励磁信号ｂが出力される。
磁界発生回路１０は、電流制限用抵抗１００とコンデン
サ１０１とコイル１０２より構成され、コンデンサ１０
１とコイル１０２は並列共振回路を成し、その共振周波
数は励磁信号ｂの周波数にほぼ調整されており、コイル
１０２より励磁信号ｂの周波数の交番磁界を発生する。

【００１０】図３に、タブレット本体２の磁界検出回路
２０およびタブレット制御回路２１の詳細な構成図を示
す。図において、ｘ１〜ｘｍはＸＹ直交座標軸のＸ軸に
沿って敷設されたセンスライン、ｙ１〜ｙｎはＸＹ直交
座標軸のＹ軸に沿って敷設されたセンスライン、２００
はセンスラインｘ１〜ｘｍを順次選択するＸ軸走査回
路、２０１はセンスラインｙ１〜ｙｎを順次選択するＹ
軸走査回路、２０２は増幅回路、２０３は検波回路、２
０４は平滑回路、２１０は周知のマイクロコンピュータ
により構成されるＣＰＵ回路で座標算出手段２２および
状態検出手段２３を有し、２１１は電源投入時等にＣＰ
Ｕ回路２１０を初期化するためのリセット回路、２１２
はＣＰＵ回路２１０で生成した座標読み取り装置のデー
タを外部機器に出力するインタフェース回路である。

【００１１】図４に、本実施例の動作を説明する波形図
を示す。図５に、本実施例の動作を説明する状態遷移図
を示す。以下本実施例の動作について説明する。座標指
示器１の発振制御回路１２は、ＣＲ発振回路により構成
され１００Ｈｚの発振制御信号ａを出力する。発振回路
１１は、セラミック発振回路でありナンドゲート１１１
により発振制御信号ａがハイレベルの期間、例えば５０
０ｋＨｚの発振動作し、励磁信号ｂを出力する。磁界発
生回路１０は、励磁信号ｂによりコイル１０２から１０
０Ｈｚで間欠的に５００ｋＨｚの交番磁界ｃを発生す
る。そして、座標指示器１をタブレット本体２上に位置
させると、座標指示器１から発生する磁界ｃによる電磁
誘導によって座標指示器１近傍のセンスラインに微小な
誘導信号が発生する。この誘導信号は、ＣＰＵ回路２１
０より出力される走査信号（図示せず）により、順次Ｘ
軸走査回路２００またはＹ軸走査回路２０１を通過して
誘導信号ｅとして増幅回路２０２へ入力され、検波回路
２０３、平滑回路２０４にて波形整形されアナログ信号
ｆとしてＣＰＵ回路２１０へ入力される。そして、ＣＰ
Ｕ回路２１０のマイクロコンピュータのプログラムによ
り実行される座標算出手段２２および状態検出手段２３
によって、順次入力されるアナログ信号ｆを基に座標指
示器１の座標を検出する。

【００１２】以下に、座標算出手段２２および状態検出
手段２３の動作について図４を基に説明する。例えば、
座標指示器１をセンスラインｘ４とセンスラインｙ４の
交わるところ（図３Ｐ部）に位置させた場合、後述する
状態検出手段２３により座標指示器１の磁界が検出され
たなら、座標算出手段２２によりＣＰＵ回路２１０から
センスラインｘ２〜ｘ６およびセンスラインｙ２〜ｙ６
の走査信号が２５０［ｕｓ］間隔で順次出力される（こ
の間を座標算出モードと呼ぶ）。

【００１３】Ｘ軸走査回路２００およびＹ軸走査回路２
０１は、この走査信号に基づき順次センスラインを走査
し、誘導信号ｅは平滑回路２０４からアナログ信号ｆと
してＣＰＵ回路２１０へ入力される。座標算出手段２２
は、順次ＣＰＵ回路２１０へ入力されるアナログ信号ｆ
を検出し、各軸センスラインの誘導信号の最大値を検出
し（この場合、センスラインｘ４とセンスラインｙ
４）、さらにその前後のセンスラインの誘導信号の大き
さを比較することにより座標を算出する。なお、この座
標算出方式の詳細については、本出願人の出願した特開
昭５５−９６４１１号公報に述べられているのでここで
は省略する。算出された座標は必要に応じてインタフェ
ース回路２１２を介して外部機器へ出力される。

【００１４】座標算出モードが終了したなら次に状態検
出モードへ入る（図５のＡ）。状態検出モードでは状態
検出手段２３により、直前の座標算出モード時に最大値
を検出したＹ軸センスライン（この場合センスラインｙ
４）を走査の中心として、ＣＰＵ回路２１０からセンス
ラインｙ２、ｙ４、ｙ６の走査信号が１２５［ｕｓ］間
隔で順次出力され、このセンスラインｙ２、ｙ４、ｙ６
の走査が３７５［ｕｓ］周期で繰り返し行なわれる。

【００１５】この間に、座標指示器１からの磁界ｃの発
生が停止すると誘導信号ｅは誘導されなくなり、再び座
標指示器１から磁界ｃの発生が開始すると誘導信号ｅが
誘導され、この時状態検出手段２３は、アナログ信号ｆ
が所定の閾値を越えることを検出して、座標指示器１の
励磁の再開を検出できる。そして、座標算出モードへ移
行し（図５のＢ）、以下この動作を繰り返す。

【００１６】なお、状態検出モード時に片軸のみの走査
としセンスライン１本当たりの走査時間を短縮させたの
は、状態検出モード時はアナログ信号ｆの有無のみを検
出できればよく、信号レベルを正確に検出する必要がな
いためであり、さらに座標指示器１の励磁の再開をでき
るだけ早く検出するためである。また、センスラインｙ
２、ｙ４、ｙ６と１本おきに３本走査しているのは、座
標指示器１の移動に対応するためである。

【００１７】以上、説明を簡単にするために座標算出モ
ードおよび状態検出モードの繰り返し動作について先に
説明したが、例えば本座標読み取り装置の電源投入時な
どはこれらの動作に移行する前に、まず、座標指示器１
がセンスラインｘ４およびセンスラインｙ４上に位置し
ていることを検出しなければならない。以下に上記繰り
返し動作に移行するまでの動作について説明する。電源
投入後は、リセット回路２１１よりリセット信号がＣＰ
Ｕ回路２１０へ供給され、ＣＰＵ回路２１０は初期化さ
れ動作を開始する（図５のＣ）。まず、Ｘ軸走査回路２
００は、ＣＰＵ回路２１０より出力される走査信号によ
りセンスラインｘ１〜ｘｍを１本おきに順次選択し、セ
ンスラインｘ４またはその前後のセンスラインを走査し
たときにアナログ信号ｆが検出され、ＣＰＵ回路２１０
は座標指示器１がセンスラインｘ４上付近に位置してい
ることを検出する。

【００１８】次に、Ｙ軸走査回路２０１は、センスライ
ンｙ１〜ｙｎを１本おきに順次選択し、同様に座標指示
器１がセンスラインｙ４上付近に位置していることを検
出する。以上述べたタブレット上の座標指示器１のおお
まかな位置を検出する動作を全面走査と呼ぶ。なお、各
軸の一周期の走査、すなわちセンスラインｘ１〜ｘｍお
よびセンスラインｙ１〜ｙｎの走査は、座標指示器１は
間欠的に磁界を発生しているため、それぞれ座標指示器
１の一回の励磁期間（５ｍｓ）内に終了させなければな
らない。

【００１９】全面走査にて座標指示器１のおおまかな位
置を検出したなら、前述の状態検出モードへ移行し（図
５のＤ）、座標算出モードおよび状態検出モードの繰り
返し動作を行なう（図５のＡ、Ｂ）。また、この間に座
標指示器１がタブレット本体２上から離れた場合は、座
標算出モードにてアナログ信号ｆが所定の閾値以下にな
ったことを検出し、全面走査へ移行する（図５のＥ）。

【００２０】次に、スイッチ回路を有した発振制御回路
を持つ座標指示器において、このスイッチ回路の状態を
検出する動作について図６を基に説明する。図６は、ス
イッチ回路を有した発振制御回路１２ａの一実施例を示
す回路図であり、図２と同じ記号のものは同一のものを
示し、抵抗１２２とスイッチ１２３より構成されるスイ
ッチ回路が抵抗１２１に並列に接続されている。本実施
例の発振制御回路１２ａは、スイッチ１２３の開閉によ
りＣＲ発振回路の発振周波数が変化し、発振制御信号ａ
を変化させる。スイッチ１２３が開いている時は１００
Ｈｚで、スイッチ１２３が閉じている時は１２５Ｈｚで
発振させ、これに伴い５００ｋＨｚの交番磁界は１００
Ｈｚまたは１２５Ｈｚで間欠的に座標指示器から発生す
る。したがって、タブレット本体側では前記実施例で説
明した状態検出手段２３により、座標指示器から磁界の
発生が停止している期間をカウントし、このカウント値
より座標指示器のスイッチ１２３の開閉状態を検出する
ことができる。

【００２１】次に、感圧素子を有した発振制御回路を持
つ座標指示器において、この感圧素子の加圧状態を検出
する動作について図７を基に説明する。図７は、感圧素
子を有した発振制御回路１２ｂの一実施例を示す回路図
であり、図２と同じ記号のものは同一のものを示し、感
圧抵抗素子１２４と抵抗１２５が抵抗１２１に並列に接
続されている。本実施例の発振制御回路１２ｂは、感圧
抵抗素子１２４の加圧状態によりＣＲ発振回路の発振周
波数が変化し、発振制御信号ａを変化させる。感圧抵抗
素子１２４が加圧されていない時は１００Ｈｚで、感圧
抵抗素子１２４が加圧されるとその抵抗値は連続的に低
くなると同時に発振制御信号ａの周波数は高くなり、こ
れに伴い間欠的に座標指示器から発生する交番磁界の間
欠周期も連続的に変化する。したがって、タブレット本
体側では前記実施例で説明した状態検出手段２３によ
り、座標指示器から磁界の発生が停止している期間をカ
ウントし、このカウント値より座標指示器の感圧抵抗素
子１２４の加圧状態を検出することができる。なお、抵
抗１２５は発振制御信号ａの周波数の上限を定めるもの
であり、座標算出手段２２による座標算出モードの時間
を確保するものである。

【００２２】図８は、感圧素子を有した発振制御回路の
他の実施例を示す回路図である。発振制御回路１２ｃは
周知のＣＲ発振回路でありダイオード１２６およびダイ
オード１２７により発振制御信号ａのデューティを変化
させるものであり、発振制御信号ａのハイレベルの期間
すなわち発振回路１１の発振期間は抵抗１２１により決
定され、発振制御信号ａのロウレベルの期間すなわち発
振回路１１の発振停止期間は感圧抵抗素子１２４により
決定される。本実施例は、発振回路１１の発振期間が固
定であるため座標算出モード時間が確保され、感圧抵抗
素子１２４により発振回路１１の発振停止期間を大きく
変化させられる利点がある。

【００２３】以上述べた感圧素子を有した発振制御回路
の実施例は、感圧素子として感圧抵抗素子を用いて説明
したが、感圧容量素子を用いてコンデンサ１２０の値を
変化させても同様の効果を得ることができる。また、発
振制御回路の実施例は、いずれもＣＲ発振回路にて構成
したが、例えば安価で低電圧駆動の４ビットワンチップ
マイコンを用い、スイッチ回路や感圧素子を入力とし
て、４ビットワンチップマイコンのプログラムにより発
振制御信号を出力させることも可能であることは言うま
でもない。

【００２４】また、図８に示した発振制御回路１２ｃに
おいて、感圧抵抗素子１２４の替わりに図６に示した抵
抗１２２とスイッチ１２３により構成されるスイッチ回
路を設けても、スイッチ回路の状態を検出できることは
言うまでもないが、この時、スイッチ１２３をノーマリ
・オープンタイプのスイッチとしオペレータによる座標
指示器のスイッチオンの操作をスイッチ１２３を閉じる
動作に対応させておけば、通常座標読み取り装置を使用
中は、オペレータは座標指示器のスイッチをオンさせて
いる時間よりオフさせている時間の方が圧倒的に長く、
座標指示器のスイッチオン時は発振停止期間が短く、ス
イッチオフ時は発振停止期間が長くなるため、座標指示
器の実質励磁時間を短くすることができ、座標指示器を
駆動するためのエネルギーを最小限にでき、座標指示器
に搭載した電池寿命を長くできる。さらに、例えば座標
指示器のスイッチ操作が連続して所定の時間行なわれな
かったら、座標指示器内部の回路への電源の供給を停止
することなどの機能をを組み合わせれば、より電池寿命
を長くできる。

【００２５】図９および図１０に状態検出手段の他の実
施例を示す。図９は状態検出手段の他の実施例に対応す
る磁界検出回路、図１０は状態検出手段の他の実施例の
動作を説明する波形図である。図９に示す磁界検出回路
２０ａは、図３に示した前記実施例の磁界検出回路２０
に励磁検出専用センスラインｚを設けＸ軸走査回路２０
０に接続した部分が異なる。このように磁界検出回路２
０ａを構成することにより状態検出手段は、状態検出モ
ード中センスラインｚのみを選択していれば、図１０に
示すように座標指示器の発振状態を検出することがで
き、発振停止期間を検出することにより座標指示器のス
イッチ回路または感圧素子の状態を検出することができ
る。

【００２６】また、状態検出手段において発振停止期間
を検出するかわりに発振期間や間欠周期を検出しても座
標指示器のスイッチ回路または感圧素子の状態を検出す
ることができる。さらに、発振制御信号で発振回路の発
振の制御を行なうのに、発振制御信号を発振回路の電源
供給としてもよい。本発明は、座標指示器から間欠的に
磁界を発生させ、センスラインに発生する誘導信号から
座標指示器の位置およびスイッチ状態等を検出するもの
であり、座標指示器の発振回路、磁界発生回路には種々
の変形が考えられ、また、磁界検出回路においてもセン
スラインの形状や巻数など種々の変形が考えられる。さ
らに、タブレット制御回路においても、座標算出手段や
状態検出手段の処理手順に種々の変形が考えられること
は容易に類推できる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、座
標指示器の発振回路の発振の発振期間と停止期間を設け
座標指示器から間欠的に磁界を発生させることにより、
電池を搭載した座標指示器の電池寿命を長くし、さらに
タブレット本体では発振回路の発振の発振期間で磁界を
検出し座標を求め、そして、座標指示器から周波数を変
化させたり変調することなく、単に発振のオン／オフで
座標指示器のスイッチ回路等の状態を伝達することが出
来る。このため、従来の様に周波数弁別回路や復調回路
を必要とせず、非常に簡単な回路で座標読み取り装置を
構成することが出来、安価な座標読み取り装置を提供す
ることができる。

【００２８】また、座標指示器に電池を搭載しないでタ
ブレット本体と座標指示器間をケーブルで接続した座標
読み取り装置においても、座標指示器とタブレット本体
間のケーブルは、電源のみの供給でよく必要最小限の２
本で構成となりケーブルを細くすることができるため、
ケーブル付き座標指示器としては操作性の優れた座標読
み取り装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による座標読み取り装置の構成図であ
る。

【図２】本発明による座標指示器の詳細な回路図であ
る。

【図３】タブレット本体の磁界検出回路およびタブレッ
ト制御回路の詳細な構成図である。

【図４】本発明における実施例の動作を説明する波形図
である。

【図５】本発明における実施例の動作を説明する状態遷
移図である。

【図６】本発明におけるスイッチ回路を有した発振制御
回路の一実施例を示す回路図である。

【図７】本発明における感圧素子を有した発振制御回路
の一実施例を示す回路図である。

【図８】本発明における感圧素子を有した発振制御回路
の他の実施例を示す回路図である。

【図９】本発明における状態検出手段の他の実施例に対
応する磁界検出回路である。

【図１０】本発明における状態検出手段の他の実施例の
動作を説明する波形図である。

【符号の説明】

１ 座標指示器 ２ タブレット本体 １０ 磁界発生回路 １１ 発振回路 １２ 発振制御回路 ２０ 磁界検出回路 ２１ タブレット制御回路 ２２ 座標算出手段 ２３ 状態検出手段 ２００ Ｘ軸走査回路 ２０１ Ｙ軸走査回路 ２０２ 増幅回路 ２０３ 検波回路 ２０４ 平滑回路 ２１０ ＣＰＵ回路 ２１１ リセット回路 ２１２ インタフェース回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁界を発生する座標指示器と該座標指示
   器から発生する磁界を検出し該座標指示器の指示位置を
   検出するタブレット本体とから構成される座標読み取り
   装置において、前記座標指示器は、発振回路と、該発振
   回路の発振の発振期間および停止期間を制御する発振制
   御回路と、前記発振回路より出力される励磁信号によっ
   て磁界を発生する磁界発生回路とから構成され、前記タ
   ブレット本体は、前記座標指示器から発生する磁界を検
   出する磁界検出回路と、該磁界検出回路で検出した磁界
   により座標を算出する座標算出手段と前記座標指示器の
   前記発振回路の発振状態を検出する状態検出手段とを有
   するタブレット制御回路とから構成されることを特徴と
   する座標読み取り装置。
2. 【請求項２】 前記発振制御回路はスイッチ回路を有
   し、該スイッチ回路の状態により前記発振回路の発振の
   発振期間および停止期間を制御し、前記状態検出手段は
   前記発振回路の発振状態を検出することにより、前記ス
   イッチ回路の状態を検出することを特徴とする請求項１
   記載の座標読み取り装置。
3. 【請求項３】 前記発振制御回路は感圧素子を有し、該
   感圧素子の加圧状態により前記発振回路の発振の発振期
   間および停止期間を連続的に制御し、前記状態検出手段
   は前記発振回路の発振状態を検出することにより、前記
   感圧素子の加圧状態を検出することを特徴とする請求項
   １記載の座標読み取り装置。