JPH06236231A - 座標検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 異なる位置にても均一化されたレベルの送信
信号を供給し、又は異なる位置にても均一化されたレベ
ルの受信信号信号を検出する。 【構成】 位置検出部材を位置検出方向に所定間隔をも
って並設してなる位置検出面と、前記各位置検出部材と
送信信号供給回路又は受信信号処理回路とを接続すべく
設けられた導線である給電線とを備えた座標検出装置に
おいて、極性の異なる二つの給電線のうちの一方が、ル
ープ形状からなる。二つの給電線のうち一方をループ形
状、他方をＹ字形状にする。位置指示器が誘導性部材を
有し、位置検出部材もまた、誘導性部材からなる。各位
置検出部材を切替手段を介して送信信号供給回路と受信
信号処理回路との双方に接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータの入力装
置として用いられる座標検出装置とりわけ電磁誘導方式
の座標検出装置のセンス線に用いる給電線、特にその形
状及びこれを利用した座標検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】座標検出装置は、デジタイザタブレット
と通常呼ばれるものであり、座標検出面を有し、操作者
が位置指示器によって座標検出面上で指示した位置を検
出し、座標データに変換して、コンピュータ等の外部機
器に信号を送出する如く構成されている。

【０００３】位置指示器と座標検出面側との間では何ら
かの物理的やりとりがなされることにより、位置検出が
なされる。例えば、静電誘導や、電磁誘導、光や超音波
を利用したもの等の位置検出方法が提案されている。い
ずれの位置検出方法であっても、いわゆる直交座標（Ｘ
Ｙ座標）を用いて位置指示器の指示する位置を読み取る
ことが多くなされる。その場合、何らかの電気信号を発
する部材、又は受ける部材をＸＹそれぞれの方向に所定
間隔をもって並設することにより、座標検出装置の座標
検出面が構成されることがある。

【０００４】例えば、本願の出願人が既に提案した「位
置検出装置」（特開昭６３−３０７５２２）にて開示さ
れた座標検出装置には、ＸＹそれぞれの方向に交番磁界
の発生のための部材でもあり、交番磁界の検出のための
部材でもあるセンス線を多数並設している。

【０００５】出願人が提案した上記の「位置検出装置」
の実施例に開示された発明について簡単にその原理を説
明すると、Ｘセンス線の励磁、Ｘセンス線のレベル検
出、Ｙセンス線の励磁、Ｙセンス線のレベル検出という
具合に、時間を分割して、ＸＹ座標を交互に算出するご
とくに構成されている。Ｘセンス線の励磁の際には、Ｘ
センス線に高周波電流を与えて、交番磁界を発生させ
る。位置指示器側には該高周波に共振し得る共振回路を
備えており、操作者が入力を所望する座標検出面上のあ
る位置に該位置指示器がおかれると、共振により位置指
示器側のコイルにも交番磁界が発生する。その直後に、
Ｘセンス線への高周波電流の供給を停止して、今度は位
置指示器側のコイルから返ってくる交番磁界によってＸ
センス線に発生する電圧を検出する。どのＸセンス線に
発生する電圧レベルが最も大きいかを比較することによ
り、Ｘ座標を算出する。Ｙ座標についても同様の処理が
行われる。

【０００６】この種のＸＹそれぞれの方向に所定間隔を
もって並設する部材を本願では位置検出部材と呼ぶこと
にする。この位置検出部材は、座標検出方法の違いによ
り、容量性の部材で構成されたり、誘導性の部材で構成
されたりするものである。上述の先行技術では位置検出
部材は、誘導性の部材で構成され、交番磁界発生の機能
と、交番磁界検出の機能とを時分割により担っている。
本願で、位置検出部材というときは、必ずしも位置検出
信号を出力する機能をもつものに限らないで用いること
にする。同じく電磁誘導方式の座標検出装置であって
も、座標検出方法の異なる他の装置においては、上記二
つの機能のうち、一方だけを有する位置検出部材も有り
得るし、また、静電誘導等の他の座標検出方式において
も同様の事情があるからである。

【０００７】例えば、電磁誘導方式の座標検出装置の中
には、座標検出面に並設した誘導性の部材に電源即ち交
流である送信信号を供給することにより、交番磁界を発
生し、位置指示器側でその交番磁界を検出してその指示
位置を検出するごとくに構成されたものも存在する。そ
の場合には、位置検出部材には、送信信号の供給はなさ
れるが、位置検出部材からは検出信号を取り出さずに、
位置指示器側から位置検出信号を取り出すことになる。

【０００８】また、電磁誘導方式の座標検出装置の中に
は、ＸＹそれぞれの方向に並設された位置検出部材のう
ち、Ｘ方向に並設された位置検出部材に送信信号を供給
して交番磁界を発生し、位置指示器に設けられた共振回
路を励振して、その励振された共振回路の誘導性部材が
発する交番磁界を逆に位置検出面側のＹ方向に並設され
た位置検出部材にて検出するごとくに構成されたものも
ある。

【０００９】無論のことながら、位置指示器側で、交番
磁界を発生し、位置検出面側に設けられた位置検出部材
では位置検出のための信号を取り出すごとくに構成され
たものもある。

【００１０】さて、ここで、給電線という概念を定義す
る。上述した位置検出部材は、座標検出装置に設けられ
た他の回路との有機的関連をもって備えられるのは無論
のことである。既に述べたように、位置検出部材は電磁
誘導方式の場合は交番磁界の発生、交番磁界の検出とい
う二つの機能のうちのいずれか一方、又は時分割等によ
り、双方の機能を有するものであり、電磁誘導方式に限
らず広く一般の座標検出装置についていえば、送信信号
の供給を受けることにより何らかの物理作用をする機
能、何らかの物理的作用を受けて電気信号に変換する機
能という二つの機能のうち少なくともいずれか一方の機
能を有するものであると考えられる。ここで、物理作用
の中には磁界の変化によるもののみならず、光、音波、
超音波、電界の変化等に関するものが含まれる。

【００１１】この位置検出部材が送信信号の供給を受け
ることにより何らかの物理作用をするものである場合に
は、これらの位置検出部材に連結される回路は送信信号
供給回路としての性質を有する。また、位置検出部材が
何らかの物理的作用を受けて電気信号に変換する機能を
有するものである場合にはこれらの位置検出部材に連結
される回路は電気信号を処理して、座標算出等をする回
路としての性質を有する。

【００１２】位置検出部材に直接連結される導線に着目
していえば、位置検出部材が送信信号の供給を受けて何
らかの物理作用をするものである場合には送信信号供給
線としての機能を有するものであり、位置検出部材が何
らかの物理作用を受けて電気信号に変換する機能を有す
るものである場合には電気信号を処理回路に送るための
信号線としての機能を有するものである。本願では、こ
の位置検出部材に直接連結される導線が上記いずれの機
能を有するものであるかにかかわらず、給電線と呼ぶこ
とにする。信号線としての機能を有する場合であって
も、それは受信信号処理回路の側に電気信号を供給する
という見方もできるからである。

【００１３】本願において、給電線とは、位置検出部材
に直接的に連結される導線をいう。位置検出部材とは、
座標検出面の直交するＸＹ方向のそれぞれに所定間隔を
もって並設された部材をいう。

【００１４】従来用いられていた給電線の形状につい
て、図８、図９を用いて説明する。

【００１５】図８は、Ｙ字形のみを用いた平衡型の給電
線を示す図である。図８に示した従来例では位置検出部
材はＵ字形をしたセンス線、即ち誘導性の位置検出部材
となっている。位置検出部材であるＸセンス線11、12、
13、14及びＹセンス線21、22、23、24は座標検出装置の
座標検出面の部分にＸＹそれぞれの方向に所定間隔をも
って並設される。図８には理解の便宜上、隣合うセンス
線同士が重なり合わないかのごとくに描いてあるが、通
常は重ね合わせて設けられている。

【００１６】各センス線には給電線が接続されるが、図
８においては、給電線の形状はＹ字形となっている。即
ち、Ｙ字形給電線81、82が設けられている。ここにＹ字
形とは、二本の枝を有する形状からなるＬ字形の給電線
の中央地点にて送信信号供給回路又は受信信号処理回路
に連結されていることをいう。Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅは、Ｙ字
形給電線81と、Ｘセンス線11、12、13、14それぞれとの
電気的な接続点である。Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉは、Ｙ字形給電
線81と、Ｙセンス線21、22、23、24それぞれとの電気的
な接続点である。Ｋ、Ｌ、Ｍ、Ｎは、Ｙ字形給電線82
と、Ｘセンス線11、12、13、14それぞれとの電気的な接
続点である。Ｏ、Ｐ、Ｑ、Ｒは、Ｙ字形給電線82と、Ｙ
センス線21、22、23、24それぞれとの電気的な接続点で
ある。

【００１７】尚、Ｙ字形の変形として一本の線分からな
る導線の中央地点にて、送信信号供給回路又は受信信号
処理回路に連結されるタイプのものが考えられる。これ
は形状から言えばむしろＴ字形とも言うべきではある
が、本願においてはこれをもＹ字形と呼ぶことにする。
この変形形状は、一次元の座標検出装置或いはＸセンス
線とＹセンス線とが別々に送信信号供給回路又は受信信
号処理回路に接続されるタイプの二次元座標検出装置に
おいて用いられ得る。

【００１８】図８においては、センス線により検出され
た受信信号を処理回路に送る場合のことを想定して、ア
ンプに接続されているごとくに描いている。平衡型の給
電線では、図８の点Ａ、点Ｂそれぞれにおいてアンプに
接続される。ここに平衡型とは、ブリッジ回路を応用し
て電圧検出を正確に行うごとく構成する場合のことをい
う。

【００１９】図９は、Ｙ字形のみを用いた不平衡型の給
電線を示す図である。図８に示したものと異なるのは、
Ａ点のアンプへの接続の仕方である。平衡型の回路は一
般に高価なものとなるため、コストダウンのため、不平
衡型の回路が用いられることがある。その場合は、給電
線の線幅を太くすることにより、インピーダンスの低減
を行うなどの工夫がなされている。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】このＹ字形の給電線
は、Ｘセンス線とＹセンス線との双方に均一化された送
信信号を供給する又はＸセンス線とＹセンス線との双方
からの電気信号のレベルを均一化して処理回路に送ると
いう目的を達成するためにはある程度の目的を達するも
のではあった。

【００２１】しかし、給電線は分布定数回路となってい
るため、複数設けられたＸセンス線、Ｙセンス線のそれ
ぞれについて減衰率を考えてみたときに、送信信号供給
回路又は受信信号処理回路との接続点にどれだけ距離的
に近いかということにより、各センス線から受信信号処
理回路までの減衰率及び送信信号供給回路から各センス
線までの減衰率が異なるという欠点を有している。図８
に描いたＹ字形給電線81についてみると、線分ＡＢの長
さと線分ＡＥの長さが異なる分だけ、Ｘセンス線11に対
する減衰率と、Ｘセンス線14に対する減衰率とは違いが
生じる。

【００２２】このことは、給電線が送信信号供給回路に
接続される場合には、各センス線に均一なレベルの送信
信号が供給されないことになり、また、給電線が受信信
号処理回路に接続される場合には受信信号レベルが場所
により、不均一になり、その結果、座標検出精度の低下
をもたらすということになる。

【００２３】このことを実験データにより、説明する。
図１０は、Ｙ字形のみを用いた場合の信号レベルを示す
図である。図１０（ａ）は、横軸に給電線の送信信号供
給回路又は受信信号処理回路の接続点から各センス線へ
の距離を示している。右側がＸセンス線、左側がＹセン
ス線である。縦軸は、Ｘセンス線又はＹセンス線にて検
出された電圧信号のレベルを示している。遠いほど減衰
率が大きいことに基づき中央ほどレベルが高くなってい
る。この事情は、図９に示した給電線についても同様で
ある。尚、このグラフは、説明の都合上、幾分誇張して
描いている。

【００２４】本発明の目的は、この問題を解決し、異な
る位置にても均一化されたレベルの送信信号を供給し、
又は異なる位置にても均一化されたレベルの受信信号を
検出し得る給電線を提供することにある。

【００２５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明にかかる座標検出装置は、位置指示器と、送
信信号の供給を受けることにより物理作用を該位置指示
器に対して施すか或いは該位置指示器からの物理作用を
受けることにより電気信号を発生するか或いはこれらの
双方を行う部材である位置検出部材を位置検出方向に所
定間隔をもって並設してなる位置検出面と、前記各位置
検出部材と送信信号供給回路又は受信信号処理回路とを
接続すべく設けられた導線である給電線とを備え、前記
位置指示器又は前記位置検出部材にて検出される受信信
号を処理することにより、操作者が位置指示器にて指示
した位置検出面上の座標を検出するごとくに構成された
座標検出装置において、前記給電線が二極の給電線にて
構成され、そのうちの少なくとも一方がループ形状から
なるものである。

【００２６】前記二極の給電線のうち一方が、ループ形
状、他方がＹ字形状からなる如くに構成できる。

【００２７】前記位置検出部材が、直交する二つの方向
であるＸＹそれぞれの方向に並設されてなる如くに構成
できる。

【００２８】前記位置指示器が交番磁界発生手段の機能
を果たすべく該位置指示器を送信信号供給回路に接続
し、前記各位置検出部材が交番磁界検出部材の機能を果
たすべく該各位置検出部材を前記給電線にて受信信号処
理回路に接続することができる。

【００２９】前記各位置検出部材が交番磁界発生手段の
機能を果たすべく該各位置検出部材を前記給電線により
送信信号供給回路に接続し、前記位置指示器が交番磁界
検出手段の機能を果たすべく該位置指示器を受信信号回
路に接続することができる。

【００３０】前記位置検出部材が時分割により交番磁界
発生手段と交番磁界検出手段との二つの機能を果たすべ
く、前記二極の給電線の他端に切替手段を設けて、前記
各位置検出部材を前記二極の給電線及び該切替手段を介
して送信信号供給回路と受信信号処理回路との双方に接
続することができる。

【００３１】前記直交する二つの方向に並設された位置
検出部材のうち、 第一の方向に並設された各位置検出
部材が交番磁界発生手段の機能を果たすべく該第一の方
向に並設された各位置検出部材を第一の二極の給電線に
より送信信号供給回路に接続し、第二の方向に並設され
た各位置検出部材が交番磁界検出手段の機能を果たすべ
く該第二の方向に並設された各位置検出部材を第二の二
極の給電線により受信信号処理回路に接続し、前記位置
指示器にて双方の位置検出部材を電磁結合する如くに構
成することができる。

【００３２】

【作用】二つの給電線のうち、少なくとも一方をループ
形状にすることは、接続点から遠い位置の位置検出部材
についての給電線の減衰率を低くするごとくに働く。

【００３３】一方をループ形状、他方をＹ字形状にする
ことは、全ての位置検出部材について、減衰率を均一に
するように働く。

【００３４】誘導性の部材により、位置指示器及び位置
検出部材を構成する場合には、特に減衰率均一化の要請
が大きいため、ループ形状の働きが大きい。

【００３５】給電線が送信信号回路にも、処理回路にも
接続される場合には、いずれの場合にも減衰率均一化の
働きをする。

【００３６】

【実施例】以下、図面を参照しつつ、本発明の実施例に
ついて説明する。

【００３７】図４は、ループ形を用いた平衡型の給電線
を示す図である。図８に示す従来例と同一の部分は同一
の符号を付して説明する。ループ形の給電線43は、図に
示すごとく、送信信号供給回路又は受信信号処理回路と
の接続点Ａを通る閉じたループを構成し、位置検出部材
（センス線）との接続点をＡに遠い側に設けることによ
り、Ａに近いセンス線ほど、より長い部分を通ってＡに
至るごとくに構成したものである。ループ形給電線44に
ついても同様に構成される。

【００３８】このループ形給電線43の減衰率について考
えると、点Ｂと点Ａとの間の減衰率は、点Ｂから時計回
りにＣ、Ｄ、Ｅと回って点Ａに至るレベルと点Ｂから半
時計回りにＦ、Ｇ、Ｈ、Ｉと回って点Ａに至るレベルと
の合成したレベルを点Ｂのレベルで割った値である。

【００３９】ループ形給電線を二本用いた実施例では、
上述した従来例の有していた欠点を除去される。このこ
とは、図５（ａ）に示す実験データにより知ることがで
きる。図５は、ループ形の給電線を用いた場合の信号レ
ベルの示す図である。図１０に示す従来例が有していた
点Ａの近くが減衰率が小さく遠いほど減衰率が高いとい
う欠点をなくし、遠い部分の減衰率を小さくする効果が
表れている。

【００４０】このことは、図６に示すループ形を用いた
不平衡型の給電線においても同様である。

【００４１】このように、ループ形の給電線を用いるこ
とにより、点Ａに遠い位置検出部材についての減衰率を
低くするという効果は得られるものの、逆に点Ａに近い
位置検出部材についての減衰率が高くなるという結果に
なる。さらに、図６に示す不平衡型の実施例にあって
は、グランド側のインピーダンスが高く、ノイズ発生の
原因ともなる。この間の事情を図７に示す。

【００４２】この課題を解決すべく、図１に示した実施
例では、Ｙ字形ループ形の双方の給電線を用いたもので
ある。即ち、点Ａに近い位置検出部材に対して減衰率の
小さい給電線であるＹ字形給電線31と、点Ａに遠い位置
検出部材に対して減衰率の小さい給電線であるループ形
給電線41とを併せて用いている。

【００４３】これにより、検出レベルの均一化がもたら
されることが図２に示されている。図２（ａ）の実線は
ループ形のみによるレベルを示している。破線はＹ字形
のみによるレベルを示している。一点鎖線はＹ字形ルー
プ形双方の給電線を用いた場合の検出レベルを示してい
る。ちょうど両者が合成されてより均一化が実現されて
いる。尚、図２（ａ）のグラフは幾分誇張して描いてい
る。

【００４４】図３は、Ｙ字形ループ形双方を用いた不平
衡型の給電線を示す図である。図１に示した平衡型の実
施例とほぼ同様であるが、上述したグランド側のインピ
ーダンスを低くしてノイズの低減をすべく、Ｙ字形給電
線42の太さを太くして調整している。

【００４５】

【発明の効果】本発明は、以上の如く構成されているの
で、給電線の減衰率の均一化が図れ、ひいては座標検出
精度の向上をもたらす。

【００４６】特に、Ｙ字形と、ループ形の双方を併せて
用いることにより、均一化の効果がより高まる。

【００４７】また、特に、給電線が位置検出部材に対す
る送信信号供給線及び位置検出部材から受信信号処理回
路に検出信号を送る信号線の機能を兼ねるものである場
合には、この均一化の効果が顕著に得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 Ｙ字形ループ形双方を用いた平衡型の給電線
を示す図

【図２】 信号レベルの均一化を示す図

【図３】 Ｙ字形ループ形双方を用いた不平衡型の給電
線を示す図

【図４】 ループ形を用いた平衡型の給電線を示す図

【図５】 ループ形の給電線を用いた場合の信号レベル
の示す図

【図６】 ループ形を用いた不平衡型の給電線を示す図

【図７】 ループ形給電線のインピーダンスの分布を示
す図

【図８】 Ｙ字形のみを用いた平衡型の給電線を示す図

【図９】 Ｙ字形のみを用いた不平衡型の給電線を示す
図

【図１０】 Ｙ字形のみを用いた場合の信号レベルを示
す図

【符号の説明】 11,12,13,14 Ｘセンス線 21,22,23,24 Ｙセンス線 31,32,81,82,83,84 Ｙ字型給電線 41,42,43,44,45,46 ループ型給電線

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 位置指示器と、送信信号の供給を受ける
   ことにより物理作用を該位置指示器に対して施すか或い
   は該位置指示器からの物理作用を受けることにより電気
   信号を発生するか或いはこれらの双方を行う部材である
   位置検出部材を位置検出方向に所定間隔をもって並設し
   てなる位置検出面と、前記各位置検出部材と送信信号供
   給回路又は受信信号処理回路とを接続すべく設けられた
   導線である給電線とを備え、前記位置指示器又は前記位
   置検出部材にて検出される信号を処理することにより、
   操作者が位置指示器にて指示した位置検出面上の座標を
   検出するごとくに構成された座標検出装置において、 前記給電線が二極の給電線にて構成され、そのうちの少
   なくとも一方がループ形状からなることを特徴とする座
   標検出装置。
2. 【請求項２】 前記二極の給電線のうち一方が、ループ
   形状、他方がＹ字形状からなることを特徴とする請求項
   １記載の座標検出装置。
3. 【請求項３】 前記位置検出部材が、直交する二つの方
   向であるＸＹそれぞれの方向に並設されてなることを特
   徴とする請求項１又は２記載の座標検出装置。
4. 【請求項４】 前記位置指示器が交番磁界発生手段の機
   能を果たすべく該位置指示器を送信信号供給回路に接続
   し、 前記各位置検出部材が交番磁界検出部材の機能を果たす
   べく該各位置検出部材を前記給電線にて受信信号処理回
   路に接続したことを特徴とする請求項１、２又は３記載
   の座標検出装置。
5. 【請求項５】 前記各位置検出部材が交番磁界発生手段
   の機能を果たすべく該各位置検出部材を前記給電線によ
   り送信信号供給回路に接続し、 前記位置指示器が交番磁界検出手段の機能を果たすべく
   該位置指示器の受けた信号を受信信号回路に伝達する如
   くに構成したことを特徴とする請求項１、２又は３記載
   の座標検出装置。
6. 【請求項６】 前記位置検出部材が時分割により交番磁
   界発生手段と交番磁界検出手段との二つの機能を果たす
   べく、 前記二極の給電線の他端に切替手段を設けて、 前記各位置検出部材を前記二極の給電線及び該切替手段
   を介して送信信号供給回路と受信信号処理回路との双方
   に接続したことを特徴とする請求項１、２又は３記載の
   座標検出装置。
7. 【請求項７】 前記直交する二つの方向に並設された位
   置検出部材のうち、 第一の方向に並設された各位置検出部材が交番磁界発生
   手段の機能を果たすべく該第一の方向に並設された各位
   置検出部材を第一の二極の給電線により送信信号供給回
   路に接続し、 第二の方向に並設された各位置検出部材が交番磁界検出
   手段の機能を果たすべく該第二の方向に並設された各位
   置検出部材を第二の二極の給電線により受信信号処理回
   路に接続し、 前記位置指示器にて双方の位置検出部材を電磁結合する
   如くに構成したことを特徴とする請求項１、２又は３記
   載の座標検出装置。