JPH062440U - コードレスデジタイザ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 自己発振型コードレスデジタイザのループコ
イルの幅を任意の大きさに構成できるようにして、位置
指示器の測定可能高さを大きくする。 【構成】 各方向の導体群を短冊状に形成し、各方向と
も切り換え手段により任意の幅のループコイルを形成す
るよう構成した。。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、面上の指示位置座標を読み取るためのデジタイザに関するもので、 特に上記読み取るべき位置を指示するための位置指示器がタブレット本体に接続 しないいわゆるコードレスデジタイザに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来のこの種コードレスデジタイザは、いずれの方式においても独立に動作す る発振器を有していた。 例えば、電磁誘導方式のコードレスデジタイザにおいては、位置指示器とタブ レットとの間での磁界結合を利用するものであるので、位置指示器で磁界を発生 させる方式においても、あるいはタブレットから磁界を発生する方式においても いずれの場合にも磁界発生のための発振器を有していた。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

このため、このような装置においては発振器を設ける必要があるので装置がそ の分複雑になる欠点があった。 この欠点をなくすため、本出願人は、平成４年２月２１日付けで特許出願した 「コードレスデジタイザ」において自己発振型のコードレスデジタイザを提案し た。 この装置は、タブレットに設けられた例えばループコイル群の内の少なくとも ２本について増幅器で接続し、コイルまたはコンデンサのいずれかまたは両方を 有した位置指示器とで自己発振系を構成したものである。 タブレット上に位置指示器を近接させると、位置指示器のコイルなどが周囲の 雑音電波等により励振され、これがトリガとなって上記それぞれの要素があたか も発振器を構成するが如く連続でかつ安定に発振する。この発振における増幅器 の出力レベルは、位置指示器の指示位置と上記ループコイルとの距離に応じて変 化するので、指示位置の検出が可能になる。また、この時の発振周波数は、この 自己発振系固有の値をとる。従って、位置指示器のコイルあるいはコンデンサの 定数等を位置指示器の操作状態に応じて変化させるよう構成することにより、位 置指示器の操作状態をも検出することができる。

【０００４】 ところで、上述の装置は、例えば一定の幅のループコイルを用いた方式である ため、位置指示器がタブレット面から一定以上の距離だけ離れた場合、定常的な 発振が停止する場合が生じ位置の測定が不可能になる欠点があった。 この欠点は、タブレットのループコイルと位置指示器のコイルとの相互作用が 達成される範囲外に位置指示器のコイルが変位した場合に生じる。 通常の場合においては、位置指示器をタブレットに近接させれば再度自己発振 が起こるので問題になることはほとんどないが、厚紙等をタブレット面上に載置 して使用する際などタブレット面と位置指示器コイルとの距離を上記相互作用範 囲以内に維持することができない場合がある。このような場合には、位置の測定 を行うことができない不都合があった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

このため、この考案においては、 タブレットに配置された複数の導体が増幅器により接続され、位置指示器に配 置されたコイルが上記タブレットに近接されたとき、該タブレットの複数の導体 、増幅器及び位置指示器のコイルが固有の周波数特性を有する自己発振系を構成 し、 該自己発振系の増幅器の出力から上記位置指示器の指示位置情報を得るようにし たコードレスデジタイザにおいて、 上記タブレットに配置された複数の導体をほぼ等間隔の短冊状に形成し、これ ら短冊状に形成された各コイルについて選択可能な切り換え手段を設け、該切り 換え手段の作用により所定の測定タイミングにあって選択された間隔を有したル ープコイル群が形成され、該ループコイル群が上記自己発振系の複数の導体とし て作用するよう構成した。

【０００６】

【作用】

タブレットのループコイルの幅を広げることにより、タブレット面と位置指示 器コイルとの相互作用範囲を大きくすることができる。

【０００７】

【実施例】

図１〜図５は、本考案に関わる電磁誘導型コードレスデジタイザの構成を示す もので、図１はこのデジタイザの全体的構成を示す説明図、図２はこのデジタイ ザのタブレットに形成されたＸ方向の導体群、図３はこのデジタイザのタブレッ トに形成されたＹ方向の導体群、図４は図２及び図３に示した各ループコイル群 のスキャン動作を示す説明図、図５は図１に示したデジタイザの位置検出方法の １例を示す説明図である。

【０００８】 最初に、図２、図３を参照してこの考案に関わるデジタイザのＸ方向導体群及 びＹ方向導体群の構成を説明する。 タブレット１には、図２に示すように、Ｙ方向に延びるとともにＸ方向に所定 の間隔をおいて順次配置されたＹ方向導体群（ｘ１、ｘ２、ｘ３、・・・、ｘｎ ）が形成されている。これらのＹ方向導体群の一端は共通導体ｘ１１に接続され 、他端はＸ方向切り換え手段１１に接続されている。このＸ方向切り換え手段１ １は、図１に示す増幅手段の電圧増幅器１３に接続する第１のＸ方向切り換え回 路１１１と接地に接続する第２のＸ方向切り換え回路１１２とを有している。 両端のＸ方向導体ｘ１及びｘｎをのぞいた他の全てのＸ方向導体は、その分岐 接続を介して第１、第２のＸ方向切り換え回路１１１及び１１２にともに接続さ れ、左端のＸ方向導体ｘ１と右端のＸ方向導体ｘｎはそれぞれ第１のＸ方向切り 換え回路１１１と第２のＸ方向切り換え回路１１２に接続されている。したがっ て、両端のＸ方向導体ｘ１、ｘｎを除いた各導体についてはいずれの切り換え回 路１１１及び１１２においても切り換え接続可能に構成されている。 今、第１のＸ方向切り換え回路１１１が接点ｘ１を選択しているとする。第２ の切り換え回路１１２は導体ｘ１以外のいずれの導体も接続可能である。図示し たように、第２の切り換え回路１１２が接点ｘ２を選択すると、導体ｘ１、共通 導体ｘ１１及び導体ｘ２とからなるループコイルが形成される。また、第２の切 り換え回路１１２が接点ｘ３を選択すると、導体ｘ１、共通導体ｘ１１及び導体 ｘ３により先のループコイルのほぼ２倍のループコイルを形成することができる 。第２のＸ方向切り換え回路１１２が所望のＸ方向導体を選択することにより、 所望の幅のループコイルを形成することができる。 さらに、第１のＸ方向切り換え回路１１１が、接点ｘ１以外の接点を選択する こともできる。例えば、この切り換え回路１１１が接点ｘ５を選択し第２のＸ方 向切り換え回路１１２が接点ｘ６を選択したとすると、導体ｘ５、共通導体ｘ１ １及び導体ｘ６により形成されるループコイルが構成される。 このように各導体群を配置することにより、任意の幅及び任意の位置のループ コイルを形成することができる。 図３の導体構成は、Ｙ方向の導体群構成でその作用、動作は先に述べたＸ方向 の導体群構成と同様であり、任意の幅及び位置のループコイルを選択することが できる。なお、このＹ方向導体群により形成されるループコイルには、図１に示 す電流増幅器１４の出力信号が第１のＹ方向切り換え回路１１３を介して供給さ れる構成となっている。 次にこの装置の他の部分の構成及び動作を説明する。 図１の装置は、Ｘ及びＹ方向にあって、所望の幅のループコイルがその測定タ イミングにおいて各方向切り換え手段１１及び１２によって順次形成される。こ のため、ここでは導体ｙ１とｙ２で形成されるループコイルをＹ１、導体ｙ２と ｙ３で形成されるループコイルをＹ２、導体ｙ３とｙ４で形成されるループコイ ルをＹ３、・・・、導体ｘ１と導体ｘ２とで形成されるループコイルをＸ１、導 体ｘ２と導体ｘ３とで形成されるループコイルをＸ２、導体ｘ３と導体ｘ４とで 形成されるループコイルをＸ３、・・・としている。 さて、これらの各Ｘ側ループコイル群はＸ方向切り換え回路１１に各々選択接 続され、各Ｙ側ループコイル群はＹ方向切り換え回路１２に各々選択接続され所 望のループコイルを形成する。Ｘ方向切り換え手段１１は図示しない制御回路か らのＸアドレス信号に基づいて測定の各タイミングにおいて所定のＸ側ループコ イルを選択形成して電圧増幅器１３の入力側に接続し、Ｙ方向切り換え手段１２ は同様なＹアドレス信号の下に測定の各タイミングにおいて所定のＹ側ループコ イルを選択形成して電流増幅器１４の出力側に接続する。電圧増幅器１３の出力 信号は電流増幅器１４の入力信号となる。従って、この装置においては、選択形 成された各Ｘ側ループコイル、電圧増幅器１３、電流増幅器１４及び選択形成さ れた各Ｙ側ループコイルが所定の測定タイミングにおいて接続される。そして、 電圧増幅器１３の出力ｅ０が利用回路１５に取り込まれ位置指示器２の位置決定 に利用され、電流増幅器１４の出力ｅｄもまた所定の処理が施されて利用回路１ ５に取り込まれスイッチ識別あるいは位置指示器の高さ（筆圧）検出のため利用 される。

【００１０】 なお、この装置においては、上述の電圧増幅器１３はこの自己発振系において 飽和しない領域となるものを選択し、また電流増幅器１４は飽和領域で使用され るかまたは短時間で飽和するものであることが望ましい。電圧増幅器１３の出力 ｅ０は位置決定に利用されるので位置の再現性を良好にするために飽和しない領 域で使用することが望ましく、また電流増幅器１４の出力ｅｄは自己発振系の一 方のループコイルを駆動する出力となるので系の安定発振のために早い立ち上が りが望まれるからである。 一方、位置指示器２は、この実施例装置においては、ペン形状のハウジングを 有しいわゆる入力ペンとして構成され、コイル２１と第１のコンデンサ２２１と 第２のコンデンサ２２２及びスイッチ２３から構成されている。 この位置指示器２のコイル２１は、例えば位置指示器２のタブレット１に対す る接触圧に応じてそのインダクタンスが連続的に可変するよう取り付けられてい る。 第２のコンデンサ２２２はスイッチ２３を介してこの位置指示器２に並列に接 続されたものでスイッチ２３のオンオフ動作を識別するために利用される。 この位置指示器を上記のように構成されたタブレット上に位置づけると、この 位置指示器２のコイル２１が周囲の雑音電波あるいは各方向切り換え手段１１、 １２の切り換えの衝撃などによりこの系において発振動作が開始する。

【００１１】 図４に示すように、この装置においては、Ｙ方向切り換え手段１２は所定のタ イミングで各Ｙ側ループコイルを選択形成し、順次電流増幅器１４の出力側に接 続する。 そして、このＹ方向切り換え手段１２がいずれかのＹ側ループコイルを選択形 成しているときＸ方向切り換え手段１１が動作して各Ｘ側ループコイルを順次形 成して電圧増幅器１３の入力側に接続する。ここでは、Ｘ方向切り換え手段１１ がそれぞれ形成されるＸ側ループコイルを選択している１つのタイミングが１つ の測定タイミングとなる。

【００１２】 そして、各測定タイミングにおいて、利用回路１５は電圧増幅器１３の出力ｅ ０をそれぞれ取り込み、図５に示すような処理を行う。 図５は利用回路１５の処理の１つであるタブレット１上の位置指示器２の指示 位置を決定するための１つの方式を示す模式図である。 図４に示すように、Ｙ方向切り換え手段１２がループコイルＹ１を選択形成し 、Ｘ方向切り換え手段１１が各Ｘ側のループコイルを選択形成した際の電圧増幅 器１３の各出力レベル（図５）、Ｙ方向切り換え手段１２がループコイルＹ２ を選択形成し、Ｘ方向切り換え手段１１が各Ｘ側のループコイルを選択形成した 際の電圧増幅器１３の各出力レベル（図５）、Ｙ方向切り換え手段１２がルー プコイルＹ３を選択形成し、Ｘ方向切り換え手段１１が各Ｘ側のループコイルを 選択形成した際の電圧増幅器１３の各出力レベル（図５）、・・・・というよ うに各測定のタイミングにおける電圧増幅器１３の出力レベルをデータとして、 利用回路１５は位置指示器２のタブレット１上の指示位置を決定する。

【００１３】 なお、利用回路１５に取り込まれるデータは入力ペン２のスイッチ２３の操作 状態によってもそのコンデンサ２２２の容量が変化するので変化する。また、第 １のコンデンサ２２１を筆圧に応じて可変となすように構成すれば筆圧に応じた 出力をも得ることができる。従って、利用回路１５においてはこの点についても 出力データの周波数成分を測定することにより入力ペン２の操作状態を検出でき る。このように、この装置においては、タブレット１に対する入力ペン２の接触 圧あるいはそのスイッチのオンオフ識別などを可能にしている。 さらに、上述したようにこれらの周波数解析を電流増幅器１４の出力信号ｅｄ に基づき行うよう構成することにより十分に大きな出力信号を周波数解析に利用 することができる利点があるとともに位置の決定のための信号と異なる信号であ るので位置決定と独立して入力ペン２の操作状態を検出することができ、回路構 成が単純になる利点がある。

【００１６】 なお、上記装置は電磁結合型に属するものであるが、いわゆる静電結合型のデ ジタイザにも適用できる。この場合には、静電結合のための電極として上述のよ うなループコイルを用いることもできあるいは単に導体を用いても良い。

【００１７】

【考案の効果】

以上、説明したように本考案によれば、自己発振系の構成要素であるループコ イルを任意の幅で形成することができるので、デジタイザの使用状態（例えば、 厚いものをタブレット面に載置して使用する場合など）に応じて各ループコイル を幅広くする制御を行わせることにより入力ペン等の位置指示器に関して測定可 能な高さ位置を大きくすることができる自己発振型のコードレスデジタイザを実 現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の１実施例を示すコードレスデジタイザ
の全体構成を示す説明図である。

【図２】この考案のＸ方向の導体群の構成を示す説明図
である。

【図３】この考案のＹ方向の導体群の構成を示す説明図
である。

【図４】図１のデジタイザのスキャン動作を示す説明図
である。

【図５】図１に示したデジタイザの位置決定方法の１例
を示す模式図である。

【符号の説明】

１：タブレット ２：位置指示器

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】タブレットに配置された複数の導体が増幅
   器により接続され、位置指示器に配置されたコイルが上
   記タブレットに近接されたとき、該タブレットの複数の
   導体、増幅器及び位置指示器のコイルが固有の周波数特
   性を有する自己発振系を構成し、 該自己発振系の増幅器の出力から上記位置指示器の指示
   位置情報を得るようにしたコードレスデジタイザにおい
   て、 上記タブレットに配置された複数の導体をほぼ等間隔の
   短冊状に形成し、これら短冊状に形成された各コイルに
   ついて選択可能な切り換え手段を設け、該切り換え手段
   の作用により所定の測定タイミングにあって選択された
   間隔を有したループコイル群が形成され、該ループコイ
   ル群が上記自己発振系の複数の導体として作用するよう
   構成して成るコードレスデジタイザ。