JPH0628093A - コードレスデジタイザ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コードレスデジタイザにおいて、ループコイ
ルを駆動するための発振器を省略し、装置構成を簡略化
する。 【構成】 位置指示器の指示位置の測定時には、タブレ
ットの複数のループコイルのうち増幅器に接続された２
つのループコイルと位置指示器のコイルとにより自己発
振系が構成され、この自己発振系の出力を装置の処理装
置に取り込んで処理することにより位置指示器のタブレ
ット上の指示位置を決定し、位置指示器のスイッチが操
作された場合には、形成される自己発振系より発信され
る信号の周波数が位置指示器のコンデンサの容量に依存
した周波数に変化し、この変化した周波数を検出するこ
とにより位置指示器のスイッチ状態を検出するよう構成
した。

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座標等を検出するためのデジタイ
ザに関し、更に詳しくは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ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種のコードレスデジタイザに
おいては、例えば電磁誘導方式のコードレスデジタイザ
の場合、タブレット側にＸ方向に配列された送信コイル
群と、この送信コイル群と直交するＹ方向に配列された
受信コイル群と、送信コイル群に一定の周波数の電流信
号を与える発振器を備え、発振器からの電流信号を順次
送信コイル群に与えると共に、位置指示器がタブレット
上に載置されている場合に送信コイル群との電磁結合に
より受信コイル群側に生じる誘導電圧を検出することで
位置指示器の位置を検出するよう構成していた。すなわ
ち、位置指示器がタブレット上に載置されている場合に
は、電流供給された送信コイルと位置指示器とが電磁結
合し、これにより受信コイル群に誘導電圧が発生する。
この発生した誘導電圧を受信コイル群を順次走査して検
出し、電流供給した送信コイルのＸ方向位置と誘導電圧
を生じた受信コイルのＹ方向位置とからタブレット上の
位置指示器の位置座標を検出するよう構成していた。そ
の他、位置指示器内に発振器を備え、位置指示器内のコ
イルに一定周波数の電流信号を与えて磁界を発生させ、
これによりタブレット側の受信コイル群に生ずる誘導電
圧から位置指示器の座標位置等を検出するよう構成され
たものもあった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような電磁誘導方式により位置指示器の座標位置等を検
出する場合、位置指示器で磁界を発生させる方式、ある
いはタブレットから磁界を発生する方式のいずれの場合
においても、磁界を発生させるための発振器を有してお
り、装置の構成がその分複雑になるという欠点があっ
た。本発明はかかる欠点を解決するためになされたもの
で、特にタブレットと位置指示器との間での信号のやり
とりにおいて、独立した発振器を必要としない、すなわ
ち測定系全体を１つの発振器構成としたコードレスデジ
タイザを提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明のコードレスデジタイザにおいて、位置指示器
はコイル，コンデンサ，及びこのコイルとコンデンサを
接続或いは絶縁するスイッチとを有し、当該スイッチを
操作することにより共振系電気回路を形成するよう構成
し、タブレットには相互に絶縁された複数のループコイ
ルと、この複数のループコイルのうち２つのループコイ
ルを増幅器を介して接続する切り換えスイッチとを設
け、増幅器に接続されるループコイルのうち少なくとも
一つのループコイルには所定の容量値を備えたコンデン
サを接続するよう構成され、位置指示器の指示位置の測
定時には、タブレットの複数のループコイルのうち増幅
器に接続された２つのループコイルと位置指示器のコイ
ルとにより自己発振系が構成され、該自己発振系の上記
増幅器の出力を装置の処理装置に取り込んで処理するこ
とにより上記位置指示器のタブレット上の指示位置を決
定するよう構成し、上記位置指示器のスイッチが操作さ
れた場合には、前記形成される自己発振系より発信され
る信号の周波数が位置指示器のコンデンサの容量に依存
した周波数に変化し、この変化した周波数を検出するこ
とにより位置指示器のスイッチ状態を検出するよう構成
した。

【０００５】

【作用】前述のように構成されたコードレスデジタイザ
においては、位置指示器に設けられたコイルと、タブレ
ット上に配置されたループコイルとコンデンサからなる
共振回路および増幅器により、自己発振系が構成され、
上記増幅器の出力に基づいて位置指示器の指示位置が検
出される。また、位置指示器のスイッチが操作される
と、位置指示器には共振系電気回路が形成され、上記自
己発振系により発信される出力信号の周波数が位置指示
器のコンデンサの容量に依存した周波数に変化し、この
出力信号の周波数を検出することにより、位置指示器の
状態を検出する。

【０００６】

【実施例】以下図面に基づいて、本発明のコードレスデ
ジタイザを説明する。図１〜図６は、本発明に関わるコ
ードレスデジタイザの構成を示すもので、図１はこのデ
ジタイザ全体の構成を示す説明図、図２は図１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３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、図４は本発明のコードレスデジタイザにより形成
される自己発振系の原理を示す説明図、図５は本発明の
コードレスデジタイザに使用する位置指示器の実施例を
示す説明図、図６は本発明のコードレスデジタイザの動
作を示すフローチャートである。

【０００７】先ず、図を参照して本発明に関わるデジタ
イザの構成および動作を説明する。図１において（ａ）
は位置指示器１の構成を、また（ｂ）はタブレットの構
成をそれぞれ示している。図１（ａ）において、位置指
示器１はコイル１１，可変コンデンサ１２，スイッチ１
３，および磁性体からなるフェライト１４から構成され
ている。スイッチ１３を閉成した状態においては、位置
指示器１はコイル１１からなる非共振系電気回路を形成
し、スイッチ１３を開放した状態においては、位置指示
器１はコイル１１，コンデンサ１２からなる共振系電気
回路を形成するよう構成されている。また、図５は位置
指示器１の具体例で、いわゆるペンタイプの位置指示器
であり、１４はコイル１１の中心部分に設けられ、円筒
形のフェライトにより形成された棒状の磁性体であり、
１５は磁性体の中心部分に設けられる芯体、１１はバネ
を介して芯体１４の移動に応じて容量を変化させる可変
コンデンサである。この位置指示器においては、芯体が
タブレット表面に接地された際、スイッチ１３が開放さ
れることによりコイル１１と可変コンデンサ１２が接続
され、かつ、タブレットに対する芯体１５の押圧力に応
じて、可変コンデンサ１２の容量が変化するよう構成さ
れている。

【０００８】図１（ｂ）において、タブレット２０には
グリット板上に形成されＸ方向に互いに絶縁されて順次
配置されたＸ側ループコイル群Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，・・
・，Ｘｎと、このＸ側ループコイル群とは異なるグリッ
ト板上に形成され、Ｙ方向に互いに絶縁されて順次配置
されたＹ側ループコイル群Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，・・・，
Ｙｎとが設けられている。そして、Ｘ側ループコイル群
には、それぞれのループコイルに所定の容量値を有する
コンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３，・・・，Ｃｎが接続され
るとともに、各ループコイルの一方の端子はＸ軸スキャ
ナ２１、他方の端子はグランドに接続されている。ま
た、Ｙ側ループコイル群の各ループコイルの一方の端子
はＹ軸スキャナ２２に、他方の端子はグランドに接続さ
れている。ここでＸ軸スキャナ２１からの出力には電圧
増幅器２３の入力側が接続されており、さらに増幅器２
３の出力は、Ｙ軸スキャナ２２の入力側が接続されてい
る。また、Ｙ軸スキャナ２２の入力側には、電流増幅器
２４が接続されている。この装置においては、位置指示
器１が二つの増幅器２３，２４にそれぞれ接続されたル
ープコイル上に載置されている場合、増幅器，Ｙ側ルー
プコイル，位置指示器，Ｘ側ループコイル，コンデンサ
からなる自己発振系が形成される。

【０００９】すなわち、図４に示すように、タブレット
２０に設けられた各ループコイル群から２本のコイルを
増幅器で接続すると共に、これと位置指示器のコイルと
で自己発振系を構成する。そして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が増幅器また
は切り換えスイッチ等のノイズ等により励振され、これ
がトリガとなって上記それぞれの構成要素があたかも発
振器を構成するが如くに連続かつ安定に発振する。この
場合、増幅器の出力レベルは、位置指示器の位置と上記
ループコイルとの距離に応じて変化するため、それぞれ
のループコイルに接続したときの出力レベルを比較する
ことにより、位置指示器の位置を検出することができ
る。

【００１０】また、図４（ａ）は、位置指示器のスイッ
チ１３によってコンデンサ１２とコイル１１を絶縁した
場合に形成される自己発振系であり、図４（ｂ）は、位
置指示器のスイッチ１３によってコンデンサ１２とコイ
ル１１を接続した、すなわち位置指示器１に共振系電気
回路を形成した場合の自己発振系を示すものである。図
４（ａ）の自己発振系によって発振される信号は、ルー
プコイルＸｎに並列に接続されたコンデンサＣｎの容量
に依存した周波数を有しており、位置指示器のスイッチ
１３を操作してコイル１１にコンデンサ１２を接続した
場合、すなわち図４（ｂ）の自己発振系によって発信す
る信号の周波数は、接続されたコンデンサ１２の容量に
依存した周波数となる。また、位置指示器のコンデンサ
１２とループコイルに接続したコンデンサＣｎの容量
は、それぞれ上記した２つの自己発振系により出力され
る信号の周波数成分が明確に異なるような容量として、
予め設定しておく。

【００１１】本発明のコードレスデジタイザにおいて、
位置指示器１の指示位置を検出する場合、先ず、処理装
置２５は電流増幅器２４の出力側にＹ側ループコイルＹ
１を接続するようＹ軸スキャナ２２を制御する。Ｙ側ル
ープコイルＹ１を接続した状態で、処理装置２５はＸ軸
スキャナ２１を制御して、電圧増幅器２３の入力側にＸ
側ループコイルを所定の測定タイミングで順次Ｘ１〜Ｘ
ｎまで切り換え接続する。同時に、処理装置２５はそれ
ぞれの測定タイミングにおける電圧増幅器２３の出力を
取り込み、記憶する。Ｘ側ループコイルＸｎの出力を検
出した後、処理装置２５はＹ軸スキャナ２２を制御し
て、電流増幅器２４の出力側にＹ側ループコイルＹ２を
接続し、同様にＸ側ループコイルを所定の測定タイミン
グで順次Ｘ１〜Ｘｎまで切り換え接続し、電圧増幅器２
３の出力を検出する。これらの動作をＹ側ループコイル
Ｙｎまで繰り返し行う。上記の位置検出動作の結果、電
圧増幅器２３からは図３に示すような出力結果が得られ
る。図３のグラフは、それぞれの測定タイミングにおけ
る出力信号のレベルを示し、縦軸は測定した出力の電圧
レベルを示している。この得られたデータより、最大電
圧レベルを発生したときのＸ側ループコイル及びＹ側ル
ープコイルのアドレス信号を検出し、位置指示器が載置
されているエリア（ループコイルが重なって形成される
エリア）を決定する。（概略位置決定動作）

【００１２】次に、上記の概略位置決定動作において決
定した二つのループコイルと、それぞれの隣合うループ
コイル（Ｘ側３つ，Ｙ側３つの合計６つのループコイ
ル）を選択し、Ｘ軸，Ｙ軸スキャナを順次切り換えてそ
れぞれ電圧増幅器２３の出力を検出する。ここで得られ
たデータをそれぞれ相互に比較，演算することにより、
位置指示器１のコイルの中心が、上記概略位置決定動作
で特定したエリアのどの部分に位置しているかを決定す
る。（精密位置決定動作）

【００１３】また、本発明のコードレスデジタイザにお
いて、位置指示器のスイッチ状態を検出する場合、処理
装置２５は上記概略位置決定動作で特定したＸ軸，及び
Ｙ軸ループコイルをそれぞれ増幅器に接続するようＸ
軸，Ｙ軸スキャナを制御する。この時に、電流増幅器２
４から出力される信号を取り込んで、その周波数成分を
測定する。位置指示器のスイッチ１３のオンオフ状態を
検出する場合は、出力信号の周波数成分がループコイル
に接続したコンデンサＣｎに依存するものか，位置指示
器のコンデンサ１２に依存するものかを検知すればよ
く、短時間でかつ簡単な装置でこれを検出することがで
きる。また、位置指示器の可変コンデンサ１２の容量変
化を検出する場合、特に位置指示器１の押圧力を連続的
に精度よく検出する場合には、出力信号の測定時間を長
くとり、この測定時間内における出力信号の変化回数
を、高周波数の基準信号と比較することにより検出する
ことができる。

【００１４】また、本発明のコードレスデジタイザにお
いて、処理装置２５は上述の概略位置決定動作，精密位
置決定動作，スイッチ状態検出動作の各動作を、図６の
フローチャートに示すような手順で繰り返し行うよう制
御する。処理装置２５は、ステップ１において、前述の
動作により位置指示器１の概略位置を検出し、ステップ
２に移行して位置指示器１の精密位置を検出し、ステッ
プ３に移行する。ステップ３においては、精密位置検出
動作において検出した信号の電圧レベルが、所定量に達
しているか否かを検出する。この際に、検出した信号の
電圧レベルが所定量以下である場合、処理装置２５は位
置指示器１が概略位置決定動作で特定したエリア外に移
動したと判断し、ステップ１に復帰して、位置指示器１
の概略位置決定動作を行う。また、ステップ３におい
て、位置指示器１が上記エリア内に存在すると判断した
場合は、ステップ４に移行する。

【００１５】ステップ４においては、検出した信号の周
波数成分がタブレットのループコイルに接続したコンデ
ンサＣｎに依存したものか、又は位置指示器のコンデン
サ１２に依存したものかを検出し、これにより位置指示
器のスイッチ１３のオンオフ状態を検知する。検出した
信号の周波数成分が、タブレットのループコイルに接続
したコンデンサＣｎに依存したものである、すなわちス
イッチがオンであると検出した場合、ステップ２に復帰
して精密位置検出動作を行う。また、検出した信号の周
波数成分が位置指示器のコンデンサ１３に依存する、す
なわちスイッチがオフであると検出した場合、ステップ
５に移行して、出力成分を精密に検出し、ステップ２の
精密位置検出動作に復帰する。

【００１６】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、位
置指示器の指示位置を検出する場合には、位置指示器の
電気回路とタブレットの増幅器およびこの増幅器に接続
される２つのループコイルにより自己発振系が形成され
ると共に、増幅器の出力に基づいて位置指示器の指示位
置を検出するため、ループコイルを駆動するための発振
器を省略することができるので、装置構成が簡単になる
とともに、位置指示器をタブレットに近づけた時だけ自
己発振系が形成されて動作するよう構成れているので、
電力の消費を抑えることができ、位置指示器のスイッチ
状態を検出する場合には、上記自己発振系より発生され
る信号の周波数成分を検出することにより行うととも
に、タブレットと位置指示器のそれぞれにコンデンサを
設けることによりスイッチのオンオフ状態の区別を明確
にすることができるので、精度を必要としない簡単な装
置により位置指示器のスイッチのオンオフ識別を短時間
で行うことができると同時に、比較的時間を要するスイ
ッチ状態検出が不要である場合（スイッチを操作しない
場合）は、この動作を省略することができ、これにより
位置指示器の指示位置検出を迅速に行うことができると
いう効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るコードレスデジタイザの一実施例
を示すブロック図である。

【図２】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３】図１に示したデジタイザの位置決定方法の一例
を示す模式図である。

【図４】本発明における位置指示器の位置等の検出原理
を示す図である。

【図５】本発明における位置指示器の実施例を示す説明
図である。

【図６】本発明のデジタイザの動作を示すフローチャー
トである。。

【符号の説明】

１ 位置指示器 １１ コイル １２ 可変コンデンサ １３ スイッチ １４ フェライト １５ 芯体 ２０ タブレット ２１ Ｘ軸スキャナ ２２ Ｙ軸スキャナ ２３ 電圧増幅器 ２４ 電流増幅器 ２５ 処理装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の方向に配列された第１のコイル群
   と、前記第１の方向と直交する第２の方向に配列され、
   かつ単位コイルパターン毎にコンデンサが並列に接続さ
   れた第２のコイル群と、前記第１のコイル群および第２
   のコイル群より二つの単位コイルパターンを増幅器を介
   して選択的に接続するタブレットと、少なくともコイル
   と、負荷とを有し、該コイルに対し該負荷を有効または
   無効とするスイッチとから成る位置指示器とを有するコ
   ードレスデジタイザにおいて、 上記タブレットに位置指示器を近接させたとき、位置指
   示器，第１のコイルパターン，増幅器，第２のコイルパ
   ターン，が自己発振系を構成し、当該自己発振系により
   出力される信号に基づいて上記位置指示器のタブレット
   上の指示位置を検出すると共に、上記位置指示器のコイ
   ルと負荷がスイッチの操作により有効とされた際の、上
   記自己発振系の出力信号の変化を検出することにより、
   該位置指示器のスイッチ操作状態を検出するよう構成し
   たことを特徴とするコードレスデジタイザ。