JPH06124162A

JPH06124162A - デジタイザ

Info

Publication number: JPH06124162A
Application number: JP29652692A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiro Mizutani; 啓洋水谷; Toshifumi Itaya; 敏史板谷; Yasuhide Yagi; 泰秀八木; Hideaki Maruo; 秀明丸尾
Original assignee: Graphtec Corp
Current assignee: Graphtec Corp
Priority date: 1992-10-09
Filing date: 1992-10-09
Publication date: 1994-05-06

Abstract

(57)【要約】【目的】位置指示器のスイッチが如何なるタイミング
で操作されても検出可能とする。【構成】位置指示器の位置する領域の近傍領域におい
て前回に測定された誘導電圧の和と今回測定された誘導
電圧の和とを所定の条件で比較し、スイッチ操作情報の
検出処理へ移行させる。また、検出処理に移行した場
合、駆動電流の周波数を複数の異なる同調周波数のうち
高周波から順に選択し、このとき測定された誘導電圧の
レベルが前回測定のレベルより低い場合に前回のレベル
から同調周波数のうちの１つを特定し、どのスイッチが
操作されたかを検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、タブレット上に載置さ
れた位置指示器の位置及びスイッチ情報を検出するデジ
タイザに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のデジタイザは、タブレットと位
置指示器とから構成されている。タブレットは、互いに
平行な複数のループコイルからなる駆動コイル群、この
駆動コイル群に直交しかつ互いが平行の複数のループコ
イルからなるセンスコイル群、及び処理回路等から構成
されている。

【０００３】ここで処理回路は、位置指示器の位置を検
出する場合、まず駆動コイル群を順次選択して駆動電流
を供給する。そして通電された駆動コイルから磁界が発
生し、このとき位置指示器がこの駆動コイル上に載置さ
れていれば、この発生した磁界により位置指示器のリン
グ状のコイルに電流が誘導される。位置指示器のコイル
に電流が誘導されることにより位置指示器から磁界が発
生し、この発生した磁界により、上記駆動コイルと直交
するセンスコイルに電圧が誘導される。処理回路は、こ
の誘導電圧をセンスコイル群の順次選択により検出し、
駆動コイル群に与えた選択アドレスとセンスコイル群の
選択アドレス及び上記誘導電圧の値とから、上記位置指
示器の位置を検出する。なお、位置指示器に設けられた
スイッチの操作情報を検出する場合は、上記駆動電流の
周波数とは異なる周波数の駆動電流を順次駆動コイル群
に供給する。この結果、スイッチ操作に基づく位置指示
器のコイルとコンデンサとからなる同調回路の周波数に
同調した誘導電圧がセンスコイル群に発生し、位置指示
器のスイッチ操作情報が検出される。

【０００４】図６は、上記デジタイザの動作を示すフロ
ーチャートであり、このデジタイザの動作は、位置指示
器の位置決定段階、位置指示器のスイッチ状態検出段階
及びデータ出力段階の３段階の動作に分けることができ
る。即ち、位置決定段階としては、まずステップ６０
で、位置指示器の位置検出のための動作選択を判断し、
これが位置指示器の粗い位置を検出する段階と判断され
る場合は、ステップ６１でタブレット上の全領域につい
て検出動作する全面サーチを行い、この結果位置指示器
の存在する領域（エリア）が粗く認識でき、ステップ６
２で「Ｙ」と判定されると、位置指示器の厳密な位置を
特定するために、ステップ６５の精密位置決定処理へ移
行する。

【０００５】また、ステップ６０で位置指示器の検出動
作が準粗位置の検出段階と判定される場合は、ステップ
６３で位置指示器の位置する近傍領域について検出動作
するニアサーチを行い、ステップ６４でエリア認識を判
断のうえステップ６５の精密位置決定処理へ移行する。
また、ステップ６０で位置指示器の検出動作が精密位置
の検出段階と判定される場合は、直ちにステップ６５の
精密位置決定処理へ移行する。

【０００６】ステップ６５の精密位置決定処理では、位
置指示器の精密な位置検出が行われるが、上記処理にお
いて位置指示器の座標位置が算出されステップ６６の
「座標認識」が「Ｙ」となると、ステップ６７の「座標
検出」を経てステップ６８で出力座標値がバッファ等に
セットされる。なお検出動作の結果、位置指示器の位置
する領域が特定できず、ステップ６２，６４の「エリア
認識」が「Ｎ」と判定される場合、及び精密位置決定処
理で座標の算出ができずステップ６６の「座標認識」が
「Ｎ」となる場合は、出力座標値はセットされない。以
上が位置指示器の位置を決定する位置決定段階の処理で
ある。

【０００７】次に、スイッチ状態識別段階の処理として
は、ステップ６９〜７１に示す処理が行われる。即ち、
ステップ６９では、スイッチ識別タイミングであるか否
かを判断する。このスイッチ識別は、例えば５０ｍｓ毎
のタイミングで識別されるもので、スイッチ識別タイミ
ングが到来すると、ステップ７０では操作されたスイッ
チがどのスイッチであるかのスイッチ識別動作が行われ
る。この結果、バッファ等にスイッチ情報がセットされ
る。続いて、最終段階であるデータ出力段階としては、
バッファ等にセットされた上記座標値及びスイッチ情報
がステップ７２で上位装置へ出力される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このような検出動作を
行う従来のデジタイザは、位置指示器に設けられたスイ
ッチの操作の有無を所定時間毎に識別しているため、こ
のスイッチ識別タイミングの間にスイッチが操作された
場合には検出できないという問題があった。したがっ
て、本発明は、スイッチが如何なるタイミングで操作さ
れても検出可能にすることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために本発明は、駆動コイル群及びセンスコイル群を
タブレットに備えると共に、コイル及び複数のスイッ
チ，コンデンサから構成され複数の異なる同調周波数を
有する複数の同調回路を位置指示器に備え、駆動コイル
群に対し上記複数の異なる同調周波数に相当する駆動周
波数を順次選択してこの駆動周波数の電流を通電させ、
センスコイル群に生じる誘導電圧のレベルからタブレッ
ト上の位置指示器の位置及びスイッチ操作情報を検出す
る場合、駆動コイル群及びセンスコイル群を構成する各
ループコイルの配設位置に基づいてタブレット上の領域
を複数の領域に区分すると共に，位置指示器の位置する
領域の近傍領域において前回に測定された誘導電圧の和
と今回測定された誘導電圧の和とを所定の条件で比較す
る比較手段と、この比較手段の比較結果に応じてスイッ
チ操作情報の検出処理へ移行させる手段と、検出処理へ
移行したときに駆動コイル群に通電する電流の駆動周波
数を複数の異なる同調周波数の高周波側あるいは低周波
側から順に選択する手段と、選択された駆動周波数毎に
誘導電圧のレベルを検出し，当該周波数の電圧レベルが
前回の電圧レベルより低いことを検出することにより複
数の異なる同調周波数のうちの何れか１つを特定する手
段とを設けたものである。

【００１０】

【作用】位置指示器の位置する領域の近傍領域において
前回に測定された誘導電圧の和と今回測定された誘導電
圧の和とが所定の条件で比較され、この比較結果に基づ
いてスイッチ操作情報の検出処理が実行される。この結
果、スイッチが如何なるタイミングで操作されてもスイ
ッチ操作情報を検出することができる。また、スイッチ
操作情報の検出処理に移行した場合、駆動コイル群に通
電する電流の駆動周波数が複数の異なる同調周波数のう
ち高周波から順に選択され、測定された誘導電圧のレベ
ルが前回測定のレベルより低い場合に前回の電圧レベル
から上記同調周波数のうちの１つが特定されてスイッチ
操作情報が検出される。この結果、スイッチ操作情報が
効率よく検出できる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明について図面を参照して説明す
る。図１は、本発明に係るデジタイザの一実施例を示す
ブロック図である。同図において、デジタイザはタブレ
ット１と位置指示器２とから構成されている。ここで位
置指示器２の位置検出を行うタブレット１は、互いに平
行な複数のループコイルからなる駆動コイル群１１、こ
の駆動コイル群１１を順次選択するＹスキャナ回路１
２、Ｙスキャナ回路１２を制御して選択した駆動コイル
に駆動電流を供給する駆動回路１３、上記駆動コイル群
１１と直交して互いに平行に配設されるセンスコイル群
１４、センスコイル群１４を順次選択するＸスキャナ回
路１５、Ｘスキャナ回路１５を制御しセンスコイル群１
４の誘導電圧を検出するセンス回路１６、及び処理回路
１７から構成されている。なお、処理回路１７は位置指
示器２の指示座標の処理演算を行ってこの処理結果を上
位装置１８へ伝達するものである。

【００１２】ここで、処理回路１７は、位置指示器２の
指示座標を検出する場合、まず駆動回路１３を制御しＹ
スキャナ回路１２を介して駆動コイル群１１に順次駆動
電流を供給する。そして、通電された駆動コイルから磁
界が発生し、このとき位置指示器２がこの駆動コイル上
に載置されていれば、この発生磁界により位置指示器２
のコイルに電流が誘導される。この結果、位置指示器２
から磁界が発生し、この発生した磁界により、上記駆動
コイルと直交するセンスコイルに電圧が誘導される。こ
の誘導電圧はＸスキャナ回路１５を介してセンス回路１
６により検出され処理回路１７へ伝達される。処理回路
１７は、駆動回路１３を制御する時に与えた駆動コイル
群１１の選択アドレスとセンスコイル群１４の選択アド
レス及び上記誘導電圧の値から、位置指示器２の位置を
演算する。

【００１３】図２は、位置指示器２の回路図であり、コ
イルＬ、コンデンサＣ０〜Ｃ４及びスイッチＳＷ１〜Ｓ
Ｗ４から構成されている。ここで、各スイッチＳＷ１〜
ＳＷ４が操作されない場合は、位置指示器２にはコンデ
ンサＣ０及びコイルＬの各容量で決定される同調周波数
の同調回路が形成されている。この同調回路の同調周波
数と同一周波数の電流を駆動コイル群１１に与えれば、
センスコイル群１４から最大の誘導電圧が得られること
になり、したがって処理回路１７は、位置指示器２の位
置検出を行う場合は、上記同調回路の同調周波数と同一
の周波数の駆動電流を駆動コイル群１１に供給する。

【００１４】また、位置指示器２の例えばスイッチＳＷ
１が操作された場合は、スイッチＳＷ１の接点が閉成さ
れてコンデンサＣＯ，Ｃ１が並列接続される。そして、
位置指示器２には並列接続されたコンデンサＣＯ，Ｃ１
及びコイルＬの各容量で決定される同調周波数の同調回
路が形成される。したがって、処理回路１７は、スイッ
チＳＷ１の操作情報を検出する場合には、センスコイル
群１４側から最大の誘導電圧が得られるように、この同
調回路の同調周波数と同一の周波数の駆動電流を駆動コ
イル群１１に供給する。また、他のスイッチＳＷ２〜Ｓ
Ｗ４が操作された場合も同様であり、これらの場合は上
記の周波数と異なる同調周波数の同調回路がそれぞれ位
置指示器内に形成されるため、スイッチ操作情報の検出
時にはそれぞれの同調回路の同調周波数に合致した周波
数の駆動電流が駆動コイル群１１に供給される。なお、
位置指示器２においてスイッチが操作されない場合の同
調周波数は５００ＫＨ_Z 程度の基準周波数αＫＨ_Z であ
り、それぞれスイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４
が操作された場合の同調周波数は、それぞれβＫＨ_Z ，
γＫＨ_Z，δＫＨ_Z ，εＫＨ_Z となっており、これらは
上記αに対し１０〜２０ＫＨ_Z 程度の間隔をおいて順に
α＞β＞γ＞δ＞εとなるように設定されている。

【００１５】このようにして処理回路１７は、位置指示
器２の位置やスイッチ操作情報を検出するが、その検出
処理はソフトウェアの実行により行われる。図３は、ソ
フトウェアを用いて上記位置情報やスイッチ操作情報等
を検出する場合の誘導電圧測定領域を示しており、この
測定領域は上記タブレット上の各ループコイルの配設領
域と対応している。ここで、各領域Ａ〜Ｅで測定された
或時点の誘導電圧が図３（Ａ）に示すように、ｅ１’〜
ｅ５’であり、このとき位置指示器２は各領域の中心で
ある領域Ａに存在し、かつ駆動コイル群１１には位置指
示器２の位置検出を行うためのαＫＨ_Z の駆動電流が与
えられていたものとする。この場合、次の時点の各領域
の測定誘導電圧が図３（Ｂ）に示すようにｅ１〜ｅ５と
なり、このとき駆動コイル群１１には上記と同様のαＫ
Ｈ_Z の駆動電流が与えられていたとすれば、この間に位
置指示器２の位置が移動しなければ、図３（Ａ）の電圧
値ｅ１’〜ｅ５’と図３（Ｂ）の電圧値ｅ１〜ｅ５とは
それぞれ等しくなる。

【００１６】しかし位置指示器２が移動しない場合で
も、この間に位置指示器２のスイッチの何れかが操作さ
れれば、駆動電流の周波数と同調周波数とが合致しなく
なる結果、回路図３（Ｂ）に示す電圧値ｅ１〜ｅ５が低
下する。本発明は、スイッチが操作された時に生じる誘
導電圧値の降下に着目しこの電圧降下分を判断してスイ
ッチ操作情報を検出するようにしたものである。

【００１７】ここでスイッチ操作情報を実際に検出する
場合は、位置指示器２の存在する領域Ａについてのみ電
圧比較を行うのではなく、領域Ａの左右領域Ｂ，Ｃの電
圧の加算値及び領域Ａの上下領域Ｄ，Ｅの電圧の加算値
について前回の測定値と比較する。そして式（１），
（２）のうち何れかが成立するような場合に、スイッチ
操作情報の検出動作へ移行する。（ｅ２’＋ｅ３’）×Ｔ≧ｅ２＋ｅ３（１）（ｅ４’＋ｅ５’）×Ｔ≧ｅ４＋ｅ５（２）ここで、Ｔは係数であり、通常、値として０．９〜０．
７に設定される。

【００１８】このようにして、スイッチ情報の検出動作
へ移行することになるが、スイッチ情報検出の際の駆動
コイル群１１に与える駆動電流の周波数（駆動周波数）
の順序は、高周波数であるαＫＨ_Z から低周波数である
εＫＨ_Z へと５段階に切り替えて与えるようにする。こ
れは、上記スイッチ情報検出処理の中で誘導電圧測定の
ための処理時間がかなりの時間を占めることから、この
処理時間を短縮化する目的で行うものである。

【００１９】図４は、位置指示器２の位置やスイッチ操
作情報の検出動作を示す説明図であり、駆動コイル群１
１に与える駆動周波数をαＫＨ_Z からεＫＨ_Z へと５段
階に切り替えて与えた場合にセンスコイル群１４に誘導
される電圧の状況を示したものである。なお、同図
（Ａ）は各スイッチの無操作状態を示し、同図（Ｂ），
（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ）は、それぞれスイッチＳＷ１，
ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４が操作された状態を示してい
る。この図から、同調周波数をピークにこの同調周波数
から離れるにしたがって電圧レベルが低下してゆくこと
がわかる。即ち、駆動周波数を切り替えてゆく場合、こ
の駆動周波数が同調周波数に近づくにつれて電圧レベル
が上昇し、離れるにしたがって電圧レベルが低下する。

【００２０】したがって、駆動周波数を高い周波数から
低い周波数へと切り替えて位置指示器２のスイッチ操作
情報を検出する場合、電圧レベルが低下しはじめたこと
が検出できれば、ピーク電圧が検出でき、この結果以降
の周波数の切り替え処理及びこれらの周波数での電圧測
定処理が不要となる。これはアルゴリズム的には次のよ
うなことが言える。即ち、現在与えた駆動周波数により
得られた電圧レベルと前回与えた駆動周波数での電圧レ
ベルとを比較した場合、現在の電圧レベルの方が高いと
きには電圧測定動作を継続すると共に、低いときには前
回与えた駆動周波数を同調周波数とし、この同調周波数
から位置指示器２の位置またはスイッチ操作情報（どの
スイッチが操作されたかの情報）を検出して電圧測定動
作を終了する。なお、上記電圧測定の際に、同調周波数
を決定する場合には、図４の斜線部で示すように、同調
周波数の前後の周波数を駆動周波数として与え、この周
波数が真の同調周波数であるかどうかを確認する。

【００２１】このように、駆動周波数を高周波数から低
周波数へと順次切り替えて誘導電圧を測定するようにし
たので、ピーク電圧検出後の電圧測定動作が省略でき、
したがって誘導電圧の測定が効率良く行える。通常、こ
の種の装置ではスイッチが操作されない場合が殆どであ
るので、このスイッチ無操作の場合の同調周波数を基準
周波数αＫＨ_Z としたことにより、スイッチ無操作の場
合の不要な電圧測定動作が省略され、より効率の良い誘
導電圧の測定が行える。

【００２２】図５は、処理回路１７の動作を示すフロー
チャートであり、上記した位置指示器２の位置及びスイ
ッチ操作情報の検出動作を要約して示したものである。
ここで、ステップ５０〜５４の処理は、図６のフローチ
ャートのステップ６０〜６４に示す従来処理と同等であ
り、ステップ５０の検出動作選択判断に応じて全面サー
チ処理（ステップ５１）、ニアサーチ処理（ステップ５
３）を行い、この結果それぞれのサーチ処理において位
置指示器２の位置する領域（エリア）が特定され、エリ
ア認識の判定がステップ５２，及びステップ５４で
「Ｙ」となると、ステップ５５において位置指示器２の
精密位置の決定処理やスイッチ識別処理が実行される。

【００２３】上記スイッチ５５における処理では、位置
指示器２の位置やスイッチ操作情報を検出するために、
上記したようなαＫＨ_Z 〜εＫＨ_Z の駆動周波数の電流
を駆動コイル群１１に順次所定時間毎に与え、最も高い
駆動周波数を同調周波数として選択し、この選択された
同調周波数の駆動電流を与えながら位置指示器２の位置
する領域を含む周辺９領域の誘導電圧を測定する。そし
て、位置指示器２の位置する領域の上下左右領域の電圧
分布からその精密な位置やスイッチ操作情報を検出す
る。

【００２４】そして、位置指示器２の精密位置が検出さ
れその座標位置が算出可能な状態になると、ステップ５
６における「座標認識」の「Ｙ」を経て、ステップ５７
で座標検出を行い、この出力座標値をステップ５８でバ
ッファ等にセットした後、ステップ５９でこの座標値と
共にスイッチ操作情報を上位装置１８へ出力する。

【００２５】なお、以上は複数の周波数を高周波から順
次選択する場合について述べたが、選択順序を低周波側
から行うようにしても良い。即ち、スイッチ操作がなさ
れたと判定された後に、低周波εＫＨ_Z から順にαＫＨ
_Z まで駆動周波数を選択するようにしても良い。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、位
置指示器の位置する領域の近傍領域において前回に測定
された誘導電圧の和と今回測定された誘導電圧の和とを
所定の条件で比較し、この比較結果に基づいてスイッチ
操作情報の検出処理を実行するため、スイッチが如何な
るタイミングで操作されてもその操作情報が容易に検出
できる。また、スイッチ操作情報の検出処理に移行した
場合、駆動コイル群に通電する電流の駆動周波数が複数
の異なる同調周波数の高周波側あるいは低周波側から順
に選択すると共に、このとき測定された誘導電圧のレベ
ルが前回測定のレベルより低いことを検出することによ
り上記同調周波数のうちの１つを特定するようにしたの
で、スイッチ操作情報を効率よく検出できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るデジタイザの一実施例を示すブロ
ック図である。

【図２】上記デジタイザを構成する位置指示器のブロッ
ク図である。

【図３】位置指示器の位置やスイッチ操作情報を検出す
る場合の誘導電圧測定領域を示す図である。

【図４】位置指示器の位置やスイッチ操作情報を検出す
る場合の検出順序を示す説明図である。

【図５】位置指示器の位置やスイッチ操作情報を検出す
る場合の動作を示すフローチャートである。

【図６】位置指示器の位置やスイッチ操作情報を検出す
る場合の従来装置の動作を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１タブレット２位置指示器１１駆動コイル群１２Ｙスキャナ回路１３駆動回路１４センスコイル群１５Ｘスキャナ回路１６センス回路１７処理回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者丸尾秀明神奈川県横浜市戸塚区品濃町503番10号グラフテック株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】タブレット及び位置指示器からなり、前
記タブレットは少なくとも位置指示器との電波授受作用
によりその電圧状態が変化してなるループコイルから構
成された座標検出コイル群と、前記ループコイルの電圧
状態を検出する検出手段とを備えると共に、前記位置指
示器は少なくともコイルとコンデンサとを有し、かつ第
１の同調周波数で同調する第１の同調回路と、操作によ
り形成されその操作に応じて前記第１の同調周波数近傍
の複数の周波数で同調する第２の同調回路とを少なくと
も備え、前記座標検出コイル群の電圧状態の変化に基づ
いて前記位置指示器の指示する指示座標及び前記位置指
示器の操作情報を検出するデジタイザにおいて、前記座標検出コイル群を構成する各ループコイルの配設
位置に基づいて前記タブレット上の領域を複数の領域に
区分すると共に，前記位置指示器の位置する領域の近傍
領域において前回に測定された誘導電圧の和と今回測定
された誘導電圧の和とを所定の条件で比較する比較手段
と、この比較手段の比較結果に応じて前記位置指示器に
対する操作情報の検出処理へ移行させる手段と、前記検
出処理へ移行したときに前記座標検出コイル群に通電す
る電流の周波数を前記複数の同調周波数の高周波側ある
いは低周波側から順に選択する手段と、選択された周波
数毎に前記座標検出コイル群に対して誘導された電圧レ
ベルを検出し，当該周波数による電圧レベルが前回の電
圧レベルより低いことを検出することにより前記複数の
同調周波数のうちの何れか１つを特定する手段とを備え
たことを特徴とするデジタイザ。