JPH0749740A - デジタイザ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 タブレットに設けられたループコイル群と位
置指示器との作用による出力信号の各ループコイルの存
在順位に関連した出力分布が２次関数に近似できるか否
かに無関係に上記位置指示器の指示位置（座標）を検出
する。 【構成】 各ループコイルに対応した出力分布の直線領
域を３以上の領域に分割するとともに各領域の出力値を
取得し、１次関数により座標決定を行うよう構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、タブレットに配設さ
れた多数のループコイルと位置指示器との作用による出
力信号に基づき該位置指示器のタブレット上の指示位置
を算出するようにしたデジタイザに関する。

【０００２】

【従来の技術】図６〜図７は従来のデジタイザのそれぞ
れ一例を示す構成説明図である。図６のデジタイザのタ
ブレット上には、例えば、Ｘ方向に順次配設されたＸ方
向ループコイル群（ｘ１、ｘ２、ｘ３、・・・）とＹ方
向に順次配設されたＹ方向ループコイル群（y１、ｙ
２、ｙ３、・・・）が設けられている。Ｘ方向ループコ
イル群はＸ軸スキャナ１１を介して電圧増幅器１３の入
力側に選択的に接続され、Ｙ方向ループコイル群はＹ軸
スキャナ１２を介して電流増幅器１４の出力側に選択的
に接続される。なお、電圧増幅器１３の出力側は電流増
幅器１４の入力側に接続されいわゆる閉ループを形成可
能な構成を有しているので、この明細書では、これらの
増幅器について必要のない限り単に「増幅手段」と呼ぶ
ことにする。位置指示器２をタブレット１面上に位置づ
けたとすると、位置指示器２のコイル２１に近接した位
置に配設されているＸ側ループコイルとＹ側ループコイ
ルとがそれぞれＸ側スキャナ１１及びＹ側スキャナ１２
を介して増幅手段の入力側及び出力側に接続すると、位
置指示器のコイル２１と増幅手段及びこの増幅手段に接
続されたＸ側ループコイル及びＹ側ループコイルとによ
り発振系が構成され、周囲の雑音電波等をきっかけとし
てその発振系固有の周波数で発振が開始される。この時
の電圧増幅器１３の出力が利用回路１５に入力されて位
置決定に供される。 このような発振系を、Ｘ軸スキャ
ナ１１及びＹ軸スキャナ１２によりそれぞれのループコ
イル群を次々と切り換えて順次構成し、その個々の発振
系毎に上記増幅器の出力を順次測定記憶していく。この
ように、各発振系毎すなわち、各Ｘ側、Ｙ側ループコイ
ルの順位とともにその発振出力を記憶格納するので、各
側ループコイルの順位に対応した出力分布を得ることが
できる。利用回路１５は、この出力分布結果から位置指
示器のＸ方向及びＹ方向の位置を演算して決定してい
る。

【０００３】図７のデジタイザのタブレット上にも図６
のデジタイザと同様に、Ｘ方向に順次配設されたＸ方向
ループコイル群（ｘ１、ｘ２、ｘ３、・・・）とＹ方向
に順次配設されたＹ方向ループコイル群（y１、ｙ２、
ｙ３、・・・）が設けられている。なお、位置指示器２
にはケーブルを介して電力が供給されており、そのコイ
ル２１からタブレット１面に向けて常時磁界が発射され
ている。Ｘ方向ループコイル群はＸ軸スキャナ１１を介
して電圧増幅器１３の入力側に選択的に接続され、Ｙ方
向ループコイル群もまたＹ軸スキャナ１２を介して電圧
増幅器１４の入力側に選択的に接続されている。これら
の各側電圧増幅器１３、１４の出力はそれぞれ利用回路
１５に入力され、Ｘ方向にあってはＸ方向ループコイル
の順位とその出力電圧レベル値とを、Ｙ方向にあっては
Ｙ方向ループコイルの順位とその出力電圧レベル値とを
それぞれ対にして記憶格納する。したがって、Ｘ、Ｙ方
向ともにループコイルの順位に応じた電圧分布を得るこ
とができ位置指示器２の指示するタブレット上のＸ方向
及びＹ方向の座標位置が検出できる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の各装
置では、いずれも各方向のループコイルの順位とその電
圧レベルの分布に基づき、位置指示器の指示座標値を求
めている。これは、ループコイルの順位とその電圧レベ
ルの分布が概ね２次関数に近似できることを前提とした
ものである。各分布状態の少なくとも３個の電圧レベル
（これらの電圧レベルはループコイルの順位に基づく位
置に関連したものである）を取り出し、２次関数を用い
た所定の計算式によりその頂点位置を計算するようにな
している。しかしながら、上述の電圧レベルの分布状態
が２次関数に近似できない場合には、算出した位置が不
正確になってしまう欠点があった。２次関数に近似でき
なくなる場合の１例としては、位置指示器２に円形コ
イルを用いたものにおいては、ループコイルの幅Ｗと位
置指示器２のコイル２１の径の無関係な選択あるいは
位置指示器２のタブレット面からの距離（高さ）変動な
どがある。例えば、図４に示すように、位置指示器２と
複数のループコイルが設けられたタブレット面との距離
ｈの変動により、図５に示すようにその距離の小さい順
からｈ１、ｈ２、ｈ３、ｈ４のようにその出力レベルが
変動し、その高さによっては２次関数とは大きくずれて
しまう場合が生じた。このような場合には、２次関数に
よる位置算出方法は無意味となってしまう。この発明
は、この点を改善することを目的として成されたもの
で、２次関数に近似できるか否かに無関係に正確に位置
指示器の指示する座標位置の算出を行う座標位置算出方
法を提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このため、この発明にお
いては、ループコイルの中心付近位置に位置指示器が存
在するとき出力信号が最大または最小のレベルを示し、
上記位置指示器が上記ループコイルの中心から遠ざかっ
て行くにしたがい出力信号のレベルがしだいに低下また
は上昇していくものであって少なくとも部分的には当該
出力信号の低下または上昇割合が直線であるとともに上
記ループコイルの中心に対して対称であるとみなすこと
ができるものであって、該ループコイルを複数所定の方
向に順次配置したタブレットと、該タブレット上に位置
づけられる位置指示器と、上記タブレットの複数のルー
プコイルと上記位置指示器との作用により発生された出
力信号に基づき上記位置指示器のタブレット上の位置
（座標）を算出する位置算出手段とを有したデジタイザ
において、上記位置算出手段は、上記出力信号の直線と
みなすことができる領域を上記出力信号のレベルに応じ
て少なくとも３つの領域に分割する直線領域分割手段、
上記位置指示器が測定範囲内に存在するとき、上記位置
指示器と各ループコイルとの作用による各出力信号の
内、上記分割された少なくとも３つの領域のそれぞれの
領域の出力レベルを示すものがそれぞれ１個は生じるよ
う上記各ループコイルと上記直線領域分割手段の分割幅
との関係を調整する分割調整手段、上記位置指示器が測
定範囲内に存在するとき、上記分割された少なくとも３
つの領域のそれぞれの領域に対応する出力信号を生じた
ループコイルの順位とそのレベル値を測定する測定手
段、上記少なくとも３つの出力レベル値とこれらに対応
するループコイルの順位とに基づき上記位置指示器のタ
ブレット上の存在位置（座標）を決定する手段とを設け
て構成した。

【０００６】

【作用】図３に示すように、幅Ｗのループコイル（例え
ばｘ１）と位置指示器２を考える。今、位置指示器２が
ループコイルｘ１の左端Ｌから右端Ｒまで移動したとす
る。この時の位置指示器２の位置に対応する出力信号の
レベルをプロットすると、同図下方のようになる。この
発明は、このような場合の次の２つの事項を利用したも
のである。すなわち、 Ａ．位置指示器２が中央から両端に移動するにつれて出
力レベルの変化領域が存在するがこの変化領域の一部ま
たは全部が直線とみなすことができること、及び Ｂ．ループコイルｘ１の中心線に対して両側の変化領域
が対称であるとみなすことができること、である。一般
に、図３に示すループコイルをそれぞれその位置を左右
方向にそれぞれ所定距離だけずらせて複数配置し、各ル
ープコイルに関連する複数の出力信号のレベルを当該ル
ープコイルの位置（順位）に関連させてプロットすれば
図３下方に示したと同様な曲線を取得することができ
る。このような曲線の直線領域とみなすことができる領
域の３点以上（少なくとも一方側２点、他方側１点）の
出力レベル値とそれに対応するループコイルの順位を知
ることができれば位置指示器２の存在位置を決定するこ
とができる。例えば、一方側の２点から第１の直線を算
出し、これと対称な直線で他方側の１点を通る第２の直
線を算出し、第１の直線と第２の直線の交点を算出する
ことで位置指示器２の位置を算出できる。

【０００７】

【実施例】以下、図面を参照して本発明を説明する。図
１、図２は本発明の実施例装置をそれぞれ示すもので、
図１はタブレット１上のループコイル構成とこれらのル
ープコイル構成と位置指示器２との作用による出力の関
係を示す説明図、図２はこの発明の位置決定方法を模式
的に示す模式図である。なお、この発明は図６または図
７に示す従来装置と同等な構成により実施できるので、
以下の説明では両図に示された各構成を参照しながら説
明することとする。

【０００８】図１を参照する。タブレット１上には、Ｘ
方向に順次配置された複数のループコイル（ｘ１、ｘ
２、ｘ３、・・・）が設けられている。図１の下方図
は、これらのループコイル群の左端から右端まで位置指
示器２を移動させた場合の各ループコイルに生ずる出力
信号のレベルを各ループコイルの配置位置（順位）に関
連させてプロットしたものである。この場合において、
位置指示器２が各ループコイルの中心位置にある時当該
ループコイルの出力信号は最大レベル値を示し、位置指
示器２がこの中心位置を遠ざかって行くにしたがってそ
の出力レベル値はしだいに低下していく。これらの最大
レベル値及びその低下状況等は設計的事項であり、あら
かじめ計算または実験により求めることができる。同様
に、位置指示器２の高さが変動したときの出力レベル変
動及び各ループコイルの存在順位に対応する分布もまた
計算または実験により求めることができる。

【０００９】これらの計算または実験結果に基づき、図
に示すような直線領域（すなわちその最大レベル値と最
小レベル値）を決定するとともにこれらの領域中におけ
る第１、第２及び第３領域を決定する。この明細書で
は、これらの手段または処理を行うものを直線領域分割
手段と呼ぶことにする。なお、この際において、位置指
示器２が測定範囲中に存在するときこれらの各分割領域
にいずれかのループコイルの出力信号が少なくとも１個
は存在するように各分割領域を調整する。この分割領域
の調整は、各ループコイルの幅とそのズレ量（ピッチ）
Ｐが関係する。この明細書では、これらの手段または処
理を行うものを分割調整手段と呼ぶことにする。なお、
この方法とは別に、上記計算または実験結果に基づき例
えば位置指示器２の高さ変動による出力レベル変動とそ
の際の直線領域の変動との関係を装置のメモリにあらか
じめ記憶格納しておくこともできる。この場合には、位
置指示器２の指示位置の測定に際して、まずタブレット
１面上のループコイルを次々と切り換えて位置指示器２
と各ループコイルとの作用による出力信号の中から最大
の出力レベル値を示すものを探し、この最大レベル値を
規準として上記直線領域を割り出すとともに直線領域分
割手段及び分割調整手段を動作させるようにすることも
できる。これらの決定または処理装置は、図６または図
７に示されたと同様な利用回路１５にあらかじめ設定さ
れる。

【００１０】次に、このように構成された装置の位置決
定方法について説明する。今、位置指示器２が測定範囲
中のループコイルｘｉの中心付近に存在していたとす
る。まず、この場合、装置は順次ループコイルを選択
し、当該ループコイルの順位とその出力レベル値を測定
していく。この際に最大出力レベルを認識し、直線領域
及びその分割領域の設定を行うようにしても良い。この
段階は従来装置と同様であるが、異なる点はこれらの各
出力レベルが先に決定したどの分割領域内に存在するか
の検出をも行っている点である。図１の下方に示すよう
に、装置がループコイルｘ(i-3)を選択したとき、その
出力レベルがＯＰ２に示すように直線領域の第２領域に
存在している。装置の利用回路１５はこのことを認識
し、その出力レベル値とループコイル順位を記憶格納す
る。同様に、ループコイルｘ(i+2)を選択したとき直線
領域の第１領域（ＯＰ１）に、ループコイルｘ(i+3)を
選択したとき直線領域の第３の領域（ＯＰ３）にそれぞ
れ出力レベルが存在していることを認識する。これらの
各認識時点において、装置の利用回路１５はそれぞれの
ループコイルの順位（ｘ(i-3)、ｘ(i+2)及びｘ(i+3)）
とそれらの出力レベル値（ＯＰ２、ＯＰ１及びＯＰ３）
を対にしてそのメモリ内に記憶格納する。この認識が完
了した時点で各ループコイルの切換測定動作が完了す
る。この場合において、それぞれの出力レベル値を対応
するループコイルの中心位置における出力レベルと考え
れば、図１太曲線に示すように位置指示器２の中心をそ
の中心位置とする仮想ループコイルの出力レベル曲線上
にそれぞれプロットされることが分かる。

【００１１】図２を参照する。図２において、ループコ
イルｘ(i-3)の中心をＣ１、ループコイルｘ(i+2)の中心
をＣ２、ループコイルｘ(i+3)の中心をＣ３とすると、
各出力レベル値ＯＰ１、ＯＰ２及びＯＰ３は、それぞれ
各中心Ｃ１、Ｃ２及びＣ３上に存在していると言うこと
ができる。位置指示器２の中心Ｐ１に対して左側に１
点、右側に２点の測定値を得ることができる。まず、点
ＯＰ２とＯＰ３を通る直線を算出する。そして、この直
線上の点ＯＰ１と同一のレベル値にある点Ｄを求める。
次いで、ＯＰ１と点Ｄとの距離を求める。この距離の半
分の値が位置指示器２のループコイルｘ(i-3)の中心位
置からのＸ方向距離を表している。各ループコイルのＸ
方向位置はあらかじめ決定されているので、位置指示器
２のＸ方向位置を算出することができる。なお、この場
合において、右側の２点ＯＰ２及びＯＰ３を通る第１の
直線と対称であって左側の点ＯＰ１を通る第２の直線を
別に算出し、これら両直線の交点位置から、位置指示器
２の存在位置を算出するようにしても良い。Ｙ方向の位
置は、上述したと同様にＹ方向に順次配列された複数の
ループコイルを設け、同様に処理することにより求める
ことができる。装置の利用回路１５は、これらＸ及びＹ
方向の求めた位置から位置指示器２の指示するタブレッ
ト上の指示座標値を出力する。

【００１２】上述の実施例装置においては、位置指示器
と各ループコイルに対応する出力信号のレベル値がルー
プコイルの中央付近に上記位置指示器が存在するとき最
大のレベルを生じ、中央から遠ざかるにしたがいしだい
に低下するものについて説明したが、例えば特開平３−
２４１４１５に示すような装置すなわちループコイルの
中央付近が最小の出力レベル値を表すようなものにも上
述の２つの条件を満たす限り適用することができる。さ
らに、上述の実施例とは異なり、タブレット面のループ
コイル群に順次電流を供給し位置指示器側でその誘導電
圧を取得するようにした装置であっても適用することが
できる。いずれも、ループコイルの順位に応じた出力レ
ベル分布を得ることができるからである。

【００１３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、ループコイル順位に応じた出力分布が２次関数に近
似できるか否かに関わらず、正確でかつ比較的単純な構
成で位置指示器の指示位置座標を決定できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の実施例装置に関わるループコ
イル配列とそれに関する出力信号の関係を示す説明図で
ある。

【図２】図２は、図１の装置の位置決定方法の１例を説
明するための模式図である。

【図３】図３は、本発明の原理を説明するための模式図
である。

【図４】図４は、この種デジタイザの不都合の１つであ
る位置指示器の高さ変動を表す説明図である。

【図５】図５は、タブレットと位置指示器との高さ変動
による出力レベル変動を説明するための模式図である。

【図６】図６は、第１の従来例を示す構成説明図であ
る。

【図７】図７は、第２の従来例を示す構成説明図であ
る。

【符号の説明】

１：タブレット ２：位置指示器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ループコイルの中心付近位置に位置指示器
   が存在するとき出力信号が最大または最小のレベルを示
   し、上記位置指示器が上記ループコイルの中心から遠ざ
   かって行くにしたがい出力信号のレベルがしだいに低下
   または上昇していくものであって少なくとも部分的には
   当該出力信号の低下または上昇割合が直線であるととも
   に上記ループコイルの中心に対して対称であるとみなす
   ことができるものであって、該ループコイルを複数所定
   の方向に順次配置したタブレットと、該タブレット上に
   位置づけられる位置指示器と、上記タブレットの複数の
   ループコイルと上記位置指示器との作用により発生され
   た出力信号に基づき上記位置指示器のタブレット上の位
   置（座標）を算出する位置算出手段とを有したデジタイ
   ザにおいて、 上記位置算出手段は、 上記出力信号の直線とみなすことができる領域を上記出
   力信号のレベルに応じて少なくとも３つの領域に分割す
   る直線領域分割手段、 上記位置指示器が測定範囲内に存在するとき、上記位置
   指示器と各ループコイルとの作用による各出力信号の
   内、上記分割された少なくとも３つの領域のそれぞれの
   領域の出力レベルを示すものがそれぞれ１個は生じるよ
   う上記各ループコイルと上記直線領域分割手段の分割幅
   との関係を調整する分割調整手段、 上記位置指示器が測定範囲内に存在するとき、上記分割
   された少なくとも３つの領域のそれぞれの領域に対応す
   る出力信号を生じたループコイルの順位とそのレベル値
   を測定する測定手段、 上記少なくとも３つの出力レベル値とこれらに対応する
   ループコイルの順位とに基づき上記位置指示器のタブレ
   ット上の存在位置（座標）を決定する手段とを有したデ
   ジタイザ。