JPH0623944B2 - 活性領域に対するコイルの位置を決定する装置及び方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は、いわゆるペン・デイジタイザ装置にそなえら
れている、間隔をもつて配置された導体のグリツドに対
するコイルの相対位置を決定する、方法と装置に関する
ものである。より詳細にいえば、本発明は、部品の数が
大幅に少なくかつコストが大幅に安く、そして高分解が
えられるデイジタイザ装置に関するものである。

ポインタまたはペンのような可動装置の位置を電気信号
に変換して、それを近傍の装置または遠隔の装置に送信
することができる種々の高分解能デイジタイザ装置は、
当業者にはよく知られている。

James L.Rodgersほか名の米国特許第４，２１０，７７
５号は、導体のグリツドによつて定められる活性領域を
そなえた保持表面と共に、その先端にコイルが配置され
たペンを使用したデイジタイザ装置を開示している。こ
のグリツドは、Ｘ方向を向いた平行で間隔をもつて配置
された一群の導体と、Ｙ方向を向いた平行で間隔をもつ
て配置された一群の導体とを有する。発振器は、このコ
イルに予め定められた周波数と振幅の交流信号を供給す
る。このコイルの信号はグリツドの各導体に誘導的に結
合し、それによつて各導体の中に交流電気信号が誘起さ
れる。

よく知られている電磁気理論の原理に従つて、グリツド
の導体に誘起する信号の大きさと位相は、コイルに対す
るグリツド導体の相対位置によつて定まる。全体的に云
えば、導体に誘起する信号はコイルの中心では大きさが
ゼロであり、そしてコイルの周縁で大きさが最大になる
であろう。さらに、コイルの一方側での信号の位相は、
コイルの他方側の信号の位相と逆（位相が１８０゜異な
る）であろう。各群の中のグリツド導体がマルチプレク
サ回路を用いて逐次に走査され、そして誘起された信号
が逐次に検出回路に送られる。各群の中の導体が逐次に
走査される時、位置カウンタは発振器に応答して増分す
る。

検出回路は、導体が走査される時、誘起する信号の位相
が反転するのに応じて、極性を変更する特性信号を生ず
る、位相敏感検出器とそれに付随する回路とを有する。
前記のように、コイルの一方側の導体からコイルの他方
側の導体へ１ステツプ進む時、誘起信号の位相が反転す
る、すなわち、特性信号の極性が変わる。したがつて、
特性信号のこの極性の変更を利用して、導体に対するコ
イルの相対位置を定めることができる。検出回路は、特
性信号のこの極性の変更と時間的に一致した停止信号を
発生する。この停止信号を用いて、走査中は増分を続け
ている位置カウンタをデイスエーブルにする。したがつ
て、停止した時の位置カウンタの内容はＸ群の導体に対
するコイルの相対位置を表し、そしてこの情報が出力レ
ジスタに送られる。次に、この位置カウンタがリセツト
され、そしてＹ群の導体が同様な方式で走査され、そし
てＹ群の導体に対するコイルの相対位置を表す第２デイ
ジタル数が出力レジスタに送られる。

Gary A.Bergeron名の米国特許第４，４２３，２８６号
は、Rodgers名の特許に開示されている装置と同じよう
に、ペンの中のコイルを用いて、間隔をもつて配置され
たＸグリツドとＹグリツドに信号を誘起させるデイジタ
イザ装置を開示している。けれども、Bregeronの装置で
は、コイルの位置を定めるために、グリツドの導体は逐
次には走査されない。その代りに、Bergeronの装置のア
ドレス可能マルチプレクサ回路は、まずＸ群の中心導体
を検出回路に結合し、そしてこの検出回路がＸ群の中心
導体に誘起する信号の極性を検出する。この極性と前記
の電磁気理論の原理とから、コイルが中心導体の右側に
あるかまたは左側にあるかの判定が行なわれる。次に、
マルチプレクサ回路は、コイルが位置していることがわ
かつた半分の領域（右側または左側）の中心導体を、検
出回路に結合する。再び、この導体に誘起される信号の
極性から、コイルが位置している特定の四分の一の領域
に対して判定が行なわれる。２個の隣接するＸ群導体の
間にコイルが存在することが確認されるまで、同じ方式
でサンプリングが行なわれる。

次に、隣接する導体に誘起する信号の相対強度を調べる
ことによつて、２個の隣接するＸ群導体の間でのコイル
の精密な位置が決定される。具体的にいえば、これらの
信号の大きさの比が計算され、それにより２個の導体の
間でのコイルの精密なＸ位置が決定される。

同様なサンプリングと測定の組がＹ群の導体について実
行され、それにより精密なＹ位置が決定される。

典型的な場合には、前記の形式のデイジタイザ装置の活
性領域は、Ｘ群に少なくとも６４個の分離した導体を有
し、およびＹ群に少なくとも６４個の分離した導体を有
する。従来のマルチプレクサは８個または１６個のスイ
ツチング可能入力を有する。したがつて、Ｘ群の導体を
検出回路に結合させるのに、少なくとも４個のマルチプ
レクサ（または用いられるマルチプレクサの形式によつ
ては８個のマルチプレクサ）が必要であり、そしてＹ群
の導体を検出回路に結合するのにさらに４個（または８
個）のマルチプレクサが必要である。デイジタイザ・グ
リツドのそれぞれの導体群に多数個のマルチプレクサを
用いることが必要であるので、このような装置のコスト
は大幅に高くなり、かつ、設計が大幅に複雑になる。

１９８７年３月１６日受付で同じ譲渡人に譲渡された出
願中特許、出願番号第０２６，２１７号「往復導体グリ
ツドをそなえたデイジタイザ装置（Digitizer System
With Loopback Conductor Grid）」は設計が改良
されているデイジタイザ装置を開示している。この装置
は１つの導体が往復する構造を有しており、それにより
与えられた活性領域を覆うのに必要な導体の数が大幅に
少なく、そしてこのような導体を取り扱うのに必要なマ
ルチプレクサの数は大幅に少ない。

前記出願中特許に開示されている発明では、グリツド活
性領域はは複数個の領域に分割され、そして導体は活性
領域を横断して往復する。したがつて、各導体は各領域
のおのおのを通過する導体部分を有する。各導体の１つ
の端部はアースされる。したがつて、横断する導体部分
のおのおのはそのアースされた端部を基準にして定めら
れる「非励振」極性、すなわち、「方向」極性を有す
る。導体は各領域を予め定められた順序で通過する。し
たがつて、隣接する導体部分の方向極性の組み合わせは
各領域毎に異なる。これらの既知であるがしかし異つた
方向極性のために、グリツド活性領域の各領域は、同じ
導体によつて取り扱われるのにもかかわらず、一義的に
識別することが可能である。その結果、活性領域を覆う
のに必要な各導体群の中の分離した導体の数は少ない。
また、このような導体を誘起信号検出回路に結合するの
に必要なマルチプレクサの数は少なくすることができ
る。このように、例えば、グリツド活性領域の４個の同
じ寸法の四分の一領域にわたつて対で導体を往復させる
ことにより、形式上６４個の導体が必要であつた同じ活
性領域を覆うのに各群の中に１６個の導体を用いること
ができ、そして形式上４個の１６入力マルチプレクサが
必要であつた各群に対し１個の１６入力マルチプレクサ
を用いることができる。導体と部品の数のこの減少は、
デイジタイザ装置のコストを大幅に安くするが、一方、
この装置の大きな分解能と高い精度は保持される。

出願中特許、出願番号第０２６，２１７号の導体が往復
するデイジタイザは、前記のBergeronの特許に開示され
ている装置と同じように、良好に動作する。この装置
は、まず、誘起コイルの位置が、それに誘起される信号
の位相をサンプリングすることによつて、２個の隣接す
る導体部分の間のどこかにあるとして概略の位置が定め
られ、次に、これらの信号のそれぞれの大きさの比が計
算されることによつて、２個の隣接する導体部分の間で
のコイルの精密な位置が決定される。これは、非常に大
きな分解能で位置の決定を行なうことができる、比較的
単純でコストの安いデイジタイザ装置である。

導体が往復する典型的なデイジタイザでは、隣接する導
体部分の相互間の間隔は約０．４インチまたはそれ以下
である。したがつて、１６個の導体と１個の１６入力マ
ルチプレクサを用いて、Ｘ方向またはＹ方向のいずれか
の大きさが約２５．２インチ（６３個の間隔と０．４イ
ンチの積）の活性領域を覆うことができる。デイジタイ
ザ装置は、これより大きな活性領域を必要とすることが
よくある。このような大きな領域の装置では、隣接する
導体部分の間の間隔を大きくするか、または導体を付加
しおよびマルチプレクサを付加して用いるかのいずれか
でなければならない。前者の場合には精度が損なわれ、
一方、後者の場合には部品に伴うコストと製造コストが
大きくなる。

発明の要約 本発明の目的は、導体が群を作りかつ往復する構造を有
する新規なデイジタイザをうることである。このデイジ
タイザは大きな活性領域を有しているが精度は損われる
ことがなく、または部品の数が大幅に増えることがな
く、または製造コストが大幅に高くなることはない。

本発明により、デイジタイザ装置の中のＸ導体群とＹ導
体群のおのおのは２つまたはさらに多くの導体の組を有
し、そしてこれらの組のおのおのは異なる数の導体を有
する。これらの組のおのおのの中の導体は平行でかつ間
隔をもつて配置されて、グリツド活性領域を往復し、そ
してこれらの組は相互にはさまれる関係に配置される。
したがつて、グリツドを横断して進むと、横断する導体
部分は１つの組から他の組へと交代する。各組の中の導
体の数が異なるために、グリツトを横断して進む時、こ
れらの組の中の個々の導体の位置関係がシフトする。ま
た、各組の中の導体はグリツドを横断して往復するの
で、各組の中の横断導体部分の方向極性は、その組の１
つの横断からその組の次の横断へシフトする（すなわ
ち、反転する）。位置関係と方向極性関係のこれらのシ
フトは、誘起信号処理回路により、単純な逐次走査方式
を用いて、コイルの近傍の２個の導体部分を一義的に識
別することができる。導体部分の間での精密なコイルの
位置の決定は、信号の比を利用する方式で実行すること
ができる。

下記で開示される本発明の例示のための実施例では、Ｘ
導体群とＹ導体群のおのおのは２組の導体を有し、そし
て第１組は８個の導体を有し、および第２組は７個の導
体を有する。これらの組の導体は、前記のように、グリ
ツド活性領域を横断して往復し、そして相互にはさまれ
る関係に配置される。隣接する導体部分の相互の間隔は
同じであつて、０．４インチである。この構造体の場
合、これらの組の個々の導体部分の間の一義的な位置関
係と方向極性関係が第１組の１４個の横断までに対して
えられ、それにより８９．６インチ（１４個の第１組の
横断と、第１組の横断当りの１６個のスペースと、スペ
ース当りの０．４インチとの積）までの寸法のグリツド
活性領域を覆うことができる。これは、出願中特許、出
願番号第０２６，２１７号に開示されている基本往復構
造でえられるグリツド活性領域の大きさの３倍以上であ
る。また、Ｘ群とＹ群のおのおのの中の導体の総数は１
５個（第１組の中に８個、そして第２組の中に７個）で
あるから、必要な導体のスイツチングは各群に対し１個
の１６入力マルチプレクサによつて処理することができ
る。

図面の簡単な説明 本発明の前記特徴および利点とその他の特徴および利点
は、添付図面を参照しての下記の詳細な説明からさらに
よく理解することができるであろう。

第１図は本発明によるシフテイング導線シーケンス・デ
イジタイザ装置の図面、 第２図は第１図のグリツドの導体に誘起される電気信号
を検出し、かつ、この信号をさらに処理してデイジタル
化するための回路の図面、 第３図は第２図の回路によつて生じたデイジタル信号を
処理し、かつ、デイジタイザ装置グリツドの導体のサン
プリングの間、第１図に示されたマルチプレクサ装置を
制御するための回路の図面、 第４図は第３図のマイクロプロセツサの動作を示した全
体の流れ図。

好ましい実施例の詳細な説明 第１図は本発明によるシフテイング導線シーケンス・デ
イジタイザ導体グリツドの図面である。このグリツドは
デイジタイザの活性領域を定め、そして第１群の導体と
第２群の導体とで構成される。第１群の導体はＸ方向を
向いた（第１図の垂直線）のｎ個の平行で等間隔の導体
部分を有し、そして第２群の導体はＹ方向を向いた（第
１図の水平線）ｍ個の平行で等間隔の導体部分を有す
る。Ｘ群の中の導体の総数ｎは、グリツド活性領域１０
に対して要求される形状が正方形であるか長方形である
かまたはその他の形であるかにより、Ｙ群の中の導体の
総数ｍに等しいように選定することもできるし、または
異なるように選定することもできる。ペンまたはポイン
タ（図示されていない）の先端に配置されたコイル１８
は、グリツドに相対的に移動することができる。デイジ
タイザ装置の機能は、コイルのグリツド上での位置を正
確に識別することである。このことは、本発明の好まし
い実施例において、コイル１８に交流信号を加え、そし
てコイル１８によつてグリツドの導体に誘導的に結合し
た信号を解析することによつて得ることができる。

好ましい実施例では、Ｘ群導体はＹ群導体と同じ構造を
有しているが、Ｙ群導体はＸ群導体に対し９０゜の方位
に配位し、これらの全体がグリツドを構成する。このこ
とのために、下記ではＸ群導体の構造についてだけ詳細
に説明することにする。

Ｘ群導体は第１組の導体と第２組の導体とを有する。第
１組の導体は第１図の１から８までの番号で示された８
個の導体で構成され、これらの導体はグリツドの活性領
域を横断して往復して配置される。第２組の導体は第１
図のＡからＧまでの符号で示された７個の導体で構成さ
れ、そしてこれらの導体はまたグリツドの活性領域を横
断して往復して配置される。第２組の導体のおのおのは
第１組の導体のおのおのをはさむ形に配置され、したが
つて、グリツドの活性領域１０の中を横断して進むなら
ば、１つの組の導体と他の組の導体が交互に現われるで
あろう。第１組の導体のおのおのの１つの端部と、第２
組の導体のおのおのの１つの端部は、アースに接続され
る。これら２組の導体のおのおのの他の端部は、Ｘマル
チプレクサ２２の入力ゲートのそれぞれに接続される。
Ｘマルチプレクサ２２は、その入力に接続された導体の
うちの選定されたいずれか１つの導体を、下記で説明さ
れる信号処理回路に接続することができる。

前記で説明したように、各組の中の各導体の非励起極性
または方向極性は、アースされた端部を基準にして定め
られる。下記の説明では、第１図に示されているよう
に、下端がアースされている導体部分は正の方向極性を
有すると仮定される。上端がアースされた導体部分は負
の方向極性を有するとされる。第１図の各導体部分の左
側で下端部近くに付けられた矢印は、その方向極性を示
す。

第１図を見るとわかるように、グリツドの活性領域１０
を横断して動いて行くと、第１組と第２組の中の個々の
導体は、相対的に位置がシフトする。例えば、活性領域
１０の最も左側において、第２組の導体Ａは第１組の導
体１のすぐ右側にあるべきである。次の横断のところで
は、第２組の導体Ａは第１組の導体１のすぐ左側にある
べきである。この位置のシフトは各組の中の導体の数が
異なることによるものであつて、このことは活性領域１
０の右端まで続く。

第１図を見るとまたわかるように、第１組の導体１〜８
と第２組の導体Ａ〜Ｇとの最初の横断では、横断する導
体部分の方向極性はすべて正である。両方の組の導体の
第２の横断では、横断する導体部分の方向極性はすべて
負である。各組の中の導体の方向極性は、つぎつぎの横
断と共に交代する（すなわち、反転する）ことが続く。

第１組の導体と第２組の導体との間の位置関係と方向極
性関係は、第１組の１４個の横断と第２組の１６個の横
断の全体に対し、独自のものである。第１組の１５番目
の横断と第２組の１７番目の横断においては、位置関係
と方向極性関係は、これら２組の最初の横断のさいのも
のと同じである。これらの独自の関係は、信号処理回路
において、各組の中のおのおのの横断導線部分をあたか
も分離した別々の「導線」であるかのように取り扱うこ
とを可能にする。

コイル１８が交流信号によつて励振される時、すぐ左側
の導体部分に大きな信号が誘起され、そしてすぐ右側の
導体部分には反対の位相の大きな信号が誘起されるであ
ろう。これらの交流信号が処理されて、交流信号に比例
した大きさと、交流コイル電圧に相対的な位相によつて
定められる極性とを、有する直流電圧が生ずる時、コイ
ル１８の左側の導体部分では大きな正の電圧が生じ、そ
してコイル１８の右側の導体部分では大きな負の電圧が
生ずる。通常、この移行は、コイル１８の左側の導体部
分の大きな正の値からコイル１８の右側の導体部分の大
きな負の値へである。けれども、導体部分の方向極性は
処理された信号の極性に影響を与える。コイル１８を取
り囲む２つの導体部分は、第１組と第２組との間で交代
する順序でこれら２組の導体を逐次に走査することによ
り、およびこれらの導体部分の方向極性のシフトを考慮
して極性を調整することにより、および大きな正の値か
ら大きな負の値への検出された信号の移行する点を探索
することにより、識別することができる。コイル１８を
取り囲む２つの導体部分が識別されると、コイル１８
は、信号の大きさの比を利用する方式により、２つの導
体部分の間でのさらに精密に位置を定めることができ
る。

前記のように、第１組の導体はグリツド活性領域１０を
往復し、総計で１４回の往復の後、２組の位置と方向極
性のパターンが繰り返される。第２組の導体が間に入つ
ているので、第１組の隣接する各導体部分の間に総計１
６個のスペースがある。したがつて、総計で２２４個
（１４と１６の積）がえられた後、パターンが繰り返さ
れる。もし隣接する導体部分の間のスペース「ｄ」が
０．４インチならば、えられる活性領域の大きさは８
９．６インチとなる。この大きさの活性領域は出願特許
中、出願番号第０２６，２１７号に開示されている基本
的往復構造体で、同様な条件でえられる活性領域の大き
さの３倍以上である。また、Ｘ群とＹ群のおのおのの中
の導体の総数は１５であるから、必要なスイツチング機
能は、各群に対してただ１個の１６入力マルチプレクサ
でもつてうることができる。

第２図は、コイル１８によつてグリツド活性領域１０の
導体の中に誘起される交流電気信号を検出するための回
路の図面である。第１図に示されているように、Ｘマル
チプレクサ２４と、Ｙ群導体に対する対応するＹマルチ
プレクサ２４は、それぞれ、出力３２と出力３４を有す
る。これらの出力３２および３４は、第２図の検出回路
の入力３６に接続される。前記のように、マルチプレク
サ２２がイネーブルになつた時、マルチプレクサ２２は
０から１５までの１６個の入力のうちの１つの入力を選
定してその出力３２に接続し、したがつて、第２図の回
路の入力３６に接続する。この実施例では、グリツドは
１５個の導体だけを有しているので、マルチプレクサ２
２の入力１は使用されない。同じようにマルチプレクサ
２４がイネーブルになつた時、マルチプレクサ２４は０
から１５までの１６個の入力のうちの１つの入力を選定
してその出力３４に接続し、したがつて、第２図の回路
の入力３６に接続する。このように、グリツドのＸ群の
中とＹ群の中の各導体は、第２図の検出回路に分離して
接続されることができ、したがつて、コイル１８によつ
てそれらの中に誘起される交流信号を解析することがで
きる。

入力３６に送られてきた交流信号は、まず、増幅器およ
びフイルタ回路４０を通る。この増幅器およびフイルタ
回路４０は、入力交流信号の大きさをこの装置に適切な
大きさにし、かつ、雑音やその他の不必要な信号成分を
除去する。増幅器およびフイルタ回路４０の出力は、同
期復調器４２に送られる。同期復調器４２は、この入力
交流信号を直流信号に変換する。下記で詳細に説明され
るように、復調器４２は、コイル１８を励振するまたは
駆動するのに用いられる交流信号と同期して動作する。
同期復調器４２から出力される直流信号の電圧の大きさ
は、入力３６に加えられた交流信号の振幅に比例し、そ
してこの同期復調器４２から出力される直流信号の向き
は、入力３６に加えられた交流信号の位相に対応する。

同期復調器４２の出力はバイアスを受けて一方向極性電
圧となり、そしてこの電圧がアナログ・デイジタル変換
器に送られる。第２図の実施例では、このアナログ・デ
イジタル変換器は、電圧・周波数変換器４４であるとし
て示されている。変換器４４は、復調器４２からのバイ
アスを受けた直流電圧出力を、可変周波数信号ＦＲＥＱ
に変換する。信号ＦＲＥＱの周波数は、同期復調器４２
の出力の直流電圧に比例した値だけ、予め定められた値
からずれる。このずれの大きさは直流電圧に比例し、そ
してずれの方向はその極性に対応する。信号ＥＲＥＱは
第３図に示された回路に送られ、そこでさらに処理を受
ける。

第３図の回路において、マイクロプロセツサ５０はグリ
ツドの導体に適切に接続され、そしてグリツドの導体の
サンプリングを制御するようにプログラムされる。マイ
クロプロセツサ５０のピン１からピン４までのピンの出
力は、第１図のＸマルチプレクサ２２およびＹマルチプ
レクサ２４へのアドレス入力（図示されていない）に結
合されるアドレス信号である。マイクロプロセツサ５０
は、また、ピン８およびピン３９に出力を有する。ピン
８はマルチプレクサ２２のＸイネーブル入力（図示され
ていない）に接続され、そしてピン３９はマルチプレク
サ２４のＹイネーブル入力（図示されていない）に接続
される。マイクロプロセツサ５０がＸイネーブル信号を
出力する時、それはマルチプレクサ２２をイネーブルに
し、かつ、マルチプレクサ２４をデイスイネーブルにす
る。同様に、マイクロプロセツサ５０がＹイネーブル信
号を出力する時、それはマルチプレクサ２４をイネーブ
ルにし、かつ、マルチプレクサ２２をデイスイネーブル
にする。アドレス信号は０から１５までのマルチプレク
サ入力のうちの選定された１つを指定する、したがつ
て、導体のうちの選定された１つの導体を指定する。こ
の選定された導体は第２図の検出回路の入力３６に接続
される。

発振器５２は、マイクロプロセツサ５０のタイミングを
制御する。発振器５２は、第３図の回路の中の他の部品
を制御するための種々のタイミング信号を発生すること
ができる。例えば、マイクロプロセツサ５０のピン３０
の出力はカウンタ６４によつて周波数が逓降され、そし
てそれからカウンタ５８により交流信号ＸＤＦＲＥＱが
生ずる。この交流信号ＸＤＦＲＥＱはコイル１８を駆動
するのに用いられ、および同期変調器４２のための位相
基準信号として用いられる。

第２図の電圧・周波数変換器からの信号ＦＲＱは第３図
のカウンタ５８に入力される。カウンタ５８はピン１４
においてマイクロプロセツサ５０の内部のカウンタと共
に動作し、第２図の検出回路によつて検出された誘起信
号の位相と大きさを表すデイジタル数を生ずる。マイク
ロプロセツサ５０はグリツドの導体のサンプリングにこ
れらのデイジタル数を利用し、グリツドに対するコイル
１８の位置を定める。下記で詳細に説明されるように、
導体部分が逐次に走査される時、第１組と第２組の導体
部分のシフトした方向極性を考慮に入れて、適切なとこ
ろでデイジタル数によつて表される極性をマイクロプロ
セツサ５０が変える。１つの導体部分の前方に大きな正
信号の２個の導体部分があり、かつ、この１つの導体部
分の後方に大きな負信号の導体部分があるような５個の
導体部分から成る群をマイクロプロセツサ５０が見出す
と、これらの５個の導線群のうちの最隣接する正信号導
線部分と負信号導線部分との間のどこかにコイル１８が
あるものとして、コイル１８の概略の位置が定められ
る。この概略の位置の決定が行なわれると、コイル１８
の両側にある２個の特定の導体部分に誘起されている信
号の大きさの比を、マイクロプロセツサ５０が計算す
る。この比を使つて、マイクロプロセツサ５０はこの２
つの導体部分の間の距離を補間し、それによつてこの２
つの導線部分の間でのコイル１８の位置が精密に定めら
れる。

ピン１１におけるマイクロプロセツサ５０の直列出力
は、コイルの位置を表す。この直列出力は送信回路６８
に送られる。この送信回路は、これらのデータを、コン
ピユータや映像表示装置、またはこれらと同等の装置で
ある補助装置に送る。

この回路のその他の詳細な点は、第２図と第３図に示さ
れている集積回路の名称や、信号の種類、および回路の
接続と、その他の明示された情報から、当業者にはすぐ
にわかるであろう。

第４図はマイクロプロセツサ５０の動作を示した全体の
流れ図である。マイクロプロセツサ５０と、このマイク
ロプロセツサ５０が制御する回路部品は、コイル１８の
探索のための準備をまず開始する。この開始の後、Ｘマ
ルチプレクサ２２のイネーブルと走査順序とが実行され
る。この走査順序は、Ｘ群の中の第１組の導体と第２組
の導体をインタリーブ方式で逐次走査する、すなわち、
第１組の中の与えられた導体と第２組の中の与えられた
導体との間を交代して走査することで行なわれる。すな
わち、マルチプレクサ２２の入力０がまずイネーブルに
されて第１組の導体１がサンプリングされ、そして次に
入力３がイネーブルにされて第２組の導体Ａがサンプリ
ングされ、そして次に入力２がイネーブルにされて第１
組の導体２がサンプリングされ、そして次に入力５がイ
ネーブルにされて第２組の導体Ｂがサンプリングされ、
以下同様に行なわれる。

各組の導体を最初に走査した後、マイクロプロセツサ５
０は、各導体を交代した順序で２回目のサンプリングを
行なう。ただし、この２回目の走査では、各組の２回目
の走査のさいの方向極性が負であることを考慮して、検
出された信号の極性が反転される。実際、偶数回目の走
査では検出された信号の極性が反転され、一方、奇数回
目の走査では極性はそのままに保たれる。

マイクロプロセツサ５０はこの逐次サンプリング工程を
続け、最初の２個の導体部分が大きな正信号を有し、か
つ、それに続く２回の導体部分が大きな負信号を有する
ような５個の導体部分の群を見出すまで、この工程が続
けられる。このようにして、コイル１８はこの５個の導
体部分の中心付近の１つの導線間隔内にあるものとし
て、コイル１８の概略の位置が定められる。第１図に示
されている実施例では、マイクロプロセツサ５０は２回
目に導体Ｃ，３，Ｄ，４およびＥをサンプリングした
後、前記の極性順序パターンの位置を見出すであろう。

前記のように、本発明の好ましい実施例では、比を計算
する方式により、２個の隣接する導体部分の間でのコイ
ル１８の位置をより精密に決定することが行なわれる。
このことを実行するために、マイクロプロセツサ５０は
次の方程式 に従つて比ｒを計算する。ここで、Ａはコイル１８のす
ぐ左側にある導体部分の信号の大きさ、すなわち、信号
の絶対値であり、そしてＢはコイル１８のすぐ右側の導
体部分の信号の大きさ、すなわち、信号の絶対値であ
る。ここで絶対値が使われる理由は、左側の導体部分の
信号の極性が正であり、そして右側の導体部分の信号の
極性が負であるからである。マイクロプロセツサ５０
は、この比の値と、２個の導体部分の間の間隔「ｄ」と
の積を計算する。この計算結果が左側の導体部分の位置
に加算される。このようにして、Ｘ群の中でのコイルの
精密な位置がえられ、そしてこの精密なＸ位置が一時記
憶される。

Ｘ群に対するコイル１８の位置決定が実行されるのに関
与した回路部品がクリアされそしてリセツトされた後、
マイクロプロセツサ５０はＸマルチプレクサ２２をデイ
スイネーブルにし、そしてＹマルチプレクサ２４をイネ
ーブルにする。そして前記の探索工程を繰り返して実行
することにより、Ｙ群の中でのコイルの精密な位置を決
定する。

第２図と第３図に示されている形式の集積回路部品が使
用される場合、すべての前記動作は極めて拘束で実行す
ることができる。したがつて、グリツド活性領域１０に
対するコイル１８の精密な位置は、１秒の何分の１かで
定めることができる。第４図の全体の流れ図を実行する
具体的なマイクロプロセツサ用プログラムは、当業者に
は容易に作成することができるであろう。

前記実施例は本発明を例示するためのものであつて、本
発明が前記実施例に限定されることを意味するものでは
ない。具体的に開示された前記回路および全体的な前記
流れ図を、種々に変更することは当業者には容易にでき
るであろう。

例えば、第１組と第２組とに、それぞれ、８個の導体と
７個の導体とを使用したが、１６入力マルチプレクサを
利用したとしても他の数の多くの組み合わせを用いるこ
とができる。９個の導体と７個の導体の組み合わせもま
た良好に動作するし、また３２入力マルチプレクサを使
つた場合の１７個の導体と１５個の導体の組み合わせ
や、８入力マルチプレクサを使つた場合の５個の導体と
３個の導体の組み合わせも良好に動作する。

また、マイクロプロセツサの中に十分な容量の記憶装置
が利用できるならば、すべての導体の電圧が取得され、
そして記憶装置の中に記憶することができる。この場合
には、導体がグリツド上に現われる順序で電圧を取得す
る代りに、記憶された電圧を順序に従つて呼び出すこと
ができ、それにより、取得時間を節約することができ
る。

さらに、本発明の好ましい実施例では、コイル１８に駆
動電流すなわち励振電流を流してグリツド導体に信号を
誘起させているが、グリツドのそれぞれの導体に駆動信
号をマルチプレクサ２２およびマルチプレクサ２４によ
つて選択的にスイツチングして加えることによりコイル
１８に信号を誘起させ、そしてこの誘起信号を第２図お
よび第３図の回路によつて検出し、そして処理すること
ができる。

したがつて、下記請求の範囲は本発明が真に意図する範
囲内に入るこれらの変更実施例およびその他の変更実施
例をすべて包含するものである。

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】活性領域に対するコイルの位置を決定する
   装置であって、 (イ)前記活性領域を画定する導体のグリッドを有し、前
   記グリッドは、Ｘ方向を向いたｎ個の平行でかつ間隔を
   もって配置された第１群の導体と、Ｙ方向を向いたｍ個
   の平行でかつ間隔をもって配置された第２群の導体を有
   し、前記導体群のおのおのが第１組の導体と第２組の導
   体とを有し、 (ロ)前記第１群及び第２群の前記第１組の導体は前記活
   性領域を横断してループ状に複数回往復する予め定めら
   れた数の導体を有し、それにより複数個の横断する導体
   部分がえられ、 (ハ)前記第１群及び第２群の前記第２組の導体は前記第
   １組の導体の数とは異なる予め定められた数の導体を有
   し、かつ、前記第２組の導体は前記第１組の導体の間で
   ループ状に前記活性領域を往復し、それにより前記第１
   組の横断する導体部分と交互の複数個の第２組の横断す
   る導体部分がえられ、前記第１組および前記第２組のお
   のおのの中の前記導体のおのおのの１つの端部がアース
   に接続され、また横断する前記導体部分のおのおのが前
   記導体のアースされた前記端部を基準にして定義される
   予め定められた方向性極性を有し、 (ニ)前記導体に電気信号を誘起させるために前記コイル
   を励磁する装置と、 (ホ)前記誘起信号を検出する装置と、 (ヘ)前記検出装置に前記導体を選択的にスイッチングす
   るための装置をもつスイッチング装置と、 (ト)前記横断導体部分の極性を選択的に変更する装置
   と、からなる活性領域に対するコイルの位置を決定する
   装置。
2. 【請求項２】請求項１の装置において、前記スイッチン
   グ装置が前記導体を前記検出装置に前記第１組の導体の
   うちの１つの導体と前記第２組の導体のうちの１つの導
   体との間で逐次に交代してスイッチングし、それにより
   前記コイルの位置を２個の隣接する横断導体部分の間に
   概略的に定める、活性領域に対するコイルの位置を決定
   する装置。
3. 【請求項３】請求項１の装置において、前記組の前記２
   個の隣接する横断導体部分に誘起する信号の大きさの比
   を計算する装置をさらに有し、それにより前記コイルの
   位置を前記２個の特定の隣接する導体部分の間で精密に
   決定する、活性領域に対するコイルの位置を決定する装
   置。
4. 【請求項４】請求項３の装置において、前記比を計算す
   る前記装置が前記スイッチング装置をまた制御するマイ
   クロプロセッサ装置を有する、活性領域に対するコイル
   の位置を決定する装置。
5. 【請求項５】請求項１の装置において、前記スイッチン
   グ装置が前記導体の他の端部を前記検出装置に選択的に
   スイッチングするマルチプレクサ装置を有する、活性領
   域に対するコイルの位置を決定する装置。
6. 【請求項６】請求項１の装置において、前記極性変更装
   置がマイクロプロセッサを有する、活性領域に対するコ
   イルの位置を決定する装置。
7. 【請求項７】請求項１の装置において、前記スイッチン
   グ装置が前記導体群のおのおのに対しマルチプレクサ装
   置を有し、かつ、前記マルチプレクサ装置が複数個の入
   力と１個の出力とを有し、かつ、前記マルチプレクサ入
   力の数が前記第１組および前記第２組からの前記導体を
   それぞれ受け取るのに十分な数である、活性領域に対す
   るコイルの位置を決定する装置。
8. 【請求項８】導体のグリッドによって画定される活性領
   域に対するコイルの位置を決定する方法であって、前記
   グリッドは、Ｘ方向を向いたｎ個の平行でかつ間隔をも
   って配置された第１群の導体とＹ方向を向いたｍ個の平
   行でかつ間隔をもって配置された第２群の導体とを有
   し、かつ、前記導体群のおのおのが第１組の導体と第２
   組の導体とを有し、前記方法は、 (イ)前記活性領域を横断して予め定められた数の導体を
   ループ状に複数回往復させて前記第１組の導体を形成
   し、それにより複数個の横断する導体部分がえられる段
   階と、 (ロ)前記活性領域を横断して前記第１組の導体の数とは
   異なる予め定められた数の導体を前記第１組の導体の間
   でループ状に往復させて前記第２組の導体を形成し、そ
   れにより前記第１組の横断する導体部分と交互の複数個
   の第２組の横断する導体部分がえられ、前記導体の組の
   おのおのにおける各導体の一端をアースに接続し、また
   横断する導体部分のおのおのが前記導体のアースされた
   端部を基準にして定義された予め定められた方向性極性
   を有し、 (ハ)前記コイルを励磁して前記導体に信号を誘起させる
   段階と、 (ニ)前記誘起信号を検出する段階と、 (ホ)前記導体を前記誘起信号検出装置に選択的にスイッ
   チングする段階と、 (ヘ)前記横断する導体部分の極性を選択的に変更する段
   階と、を有する活性領域に対するコイルの位置を決定す
   る方法。
9. 【請求項９】請求項８の方法において、前記スイッチン
   グ段階が前記導体を前記検出装置に前記第１組の導体の
   うちの１つの導体と前記第２組の導体のうちの１つの導
   体との間で逐次に交番してスイッチングする段階を有
   し、それにより前記コイルの位置を２個の隣接する導体
   部分の間にあるとして概略的に定める、活性領域に対す
   るコイルの位置を決定する方法。
10. 【請求項１０】請求項８の方法において、前記２個の隣
    接する導体部分に誘起される信号の大きさの比を発生す
    る段階をさらに有し、それにより前記コイルの位置を前
    記２個の隣接する導体部分の間で精密に決定する、活性
    領域に対するコイルの位置を決定する方法。
11. 【請求項１１】請求項８の方法において、前記スイッチ
    ング段階が前記第１組の導体および前記第２組の導体を
    それぞれ受け取るために前記第１組および第２組の前記
    導体を十分な数の入力をそなえたマルチプレクサ装置に
    接続し、かつ、前記マルチプレクサ装置を制御して該マ
    ルチプレクサ装置の入力のうちの１つの入力を選択する
    段階を有する、活性領域に対するコイルの位置を決定す
    る方法。
12. 【請求項１２】活性領域に対するコイルの位置を決定す
    る装置であって、 (イ)前記活性領域を画定する導体のグリッドを有し、前
    記グリッドはＸ方向を向いた平行でかつ間隔をもって配
    置された第１群の導体とＹ方向を向いた平行でかつ間隔
    をもって配置された第２群の導体を有し、かつ、前記導
    体群のおのおのが第１組の導体と第２組の導体とを有
    し、かつ、前記各導体群中の前記導体のおのおのの一端
    部がアースに接続されている前記導体のグリッドと、 (ロ)前記第１組の導体は前記活性領域を横断してループ
    状に複数回往復する予め定められた数の導体を有し、そ
    れにより複数個の横断する導体部分がえられ、 (ハ)前記第２組の導体は前記第１組の導体の数とは異な
    る予め定められた数の導体を有し、かつ、前記第２組の
    導体は前記第１組の導体の間でループ状に往復し、それ
    により前記第１組の横断する導体部分と交番する複数個
    の第２組の横断する導体部分がえられ、横断する前記導
    体部分のおのおのが前記導体の前記アースされた端部を
    基準として定義された予め定められた方向極性を有し、 (ニ)前記グリッドに対して相対的に移動することができ
    るコイルと、 (ホ)前記導体に電気信号を誘起させるために前記コイル
    を励磁する装置と、 (ヘ)前記誘起信号の大きさと極性を検出する装置と、 (ト)前記検出装置に前記導体の他の端部を選択的にスイ
    ッチングするためのマルチプレクサ装置と、 (チ)前記検出装置と前記マルチプレクサ装置とを制御す
    るためのマイクロプロセッサ装置と、からなる活性領域
    に対するコイルの位置を決定する装置。
13. 【請求項１３】請求項１２の装置において、前記マルチ
    プレクサ装置が前記導体のうちの１つの導体を選定して
    前記検出装置にスイッチングするためにアドレス可能で
    あり、かつ、前記マイクロプロセッサ装置がアドレス信
    号を前記マルチプレクサ装置に送信することによって前
    記マルチプレクサ装置を制御する、活性領域に対するコ
    イルの位置を決定する装置。
14. 【請求項１４】請求項１２の装置において、前記マイク
    ロプロセッサ装置が前記マルチプレクサ装置を制御して
    前記導体を前記検出装置に前記第１組からの前記導体の
    うちの１つの導体と前記第２組からの前記導体のうちの
    １つの導体との間に逐次に交代してスイッチングする、
    活性領域に対するコイルの位置を決定する装置。
15. 【請求項１５】請求項１２の装置において、前記マイク
    ロプロセッサ装置が前記導体部分の方向性極性に従って
    前記検出回路によって検出された信号の極性を変更す
    る、活性領域に対するコイルの位置を決定する装置。