JPH0822356A - コードレスデジタイザ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スタイラス指示器のペン先スイッチを使用せ
ずにスタイラス指示器の共振回路を選択し、スタイラス
指示器の傾きを補正するコードレスデジタイザを提供す
る。 【構成】 スタイラス指示器にその作用位置及び共振周
波数が異なる少なくとも２つの共振回路を配置し、タブ
レットに上記共振回路の１つを選択的に動作させる選択
動作手段を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、タブレットと位置指示
器とがケーブルにより接続されていないいわゆるコード
レスデジタイザに関するものであり、特にペン形状をし
たスタイラス指示器を用いたものに関する。

【０００２】

【従来の技術】スタイラス指示器を用いたコードレスデ
ジタイザは、その操作を筆記具感覚で行えるといった特
徴を有しており広く普及している。このようなコードレ
スデジタイザにおいては、上記スタイラス指示器を筆記
具の如く使用するので、このスタイラス指示器が斜めに
位置づけられることが多い。そしてスタイラス指示器に
設けられる共振回路は指示器の最先端部に取り付けるこ
とが難しいので、スタイラス指示器が斜めに位置付けら
れた場合には上記共振回路と導体群との作用位置（以下
コイル座標という）が変動し、これにより正確な指示座
標検出が難しくなるといった問題点を有していた。従来
からこの問題点を解決するために様々な取り組みがなさ
れている。例えば本出願人が実願平５−７５４４１号と
して出願した装置（以下先願装置という）では、スタイ
ラス指示器内に作用位置が異なる少なくとも２つの共振
回路を形成可能にし、ペン先スイッチのオンオフに応じ
て、作用位置の異なる１個の共振回路が動作するように
構成し、それぞれの共振回路が指示する指示位置に基づ
いてスタイラス指示器の傾斜並びに正確な指示位置を検
出するように構成したものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この先願装置は、ペン
先スイッチのオンオフによりスタイラス指示器内の共振
回路を切り換えるものであるので、ペン先スイッチを他
の用途に使用する場合にはスタイラス指示器の構成が複
雑になってしまうといった課題があった。本発明はこの
課題に対してなされたものであり、スタイラス指示器の
ペン先スイッチを使用せずに先願装置と同等な作用をな
す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】このため、本発明におい
ては、スタイラス指示器にその作用位置及び共振周波数
が異なる少なくとも２つの共振回路を配置し、タブレッ
トに上記共振回路に作用することにより、この共振回路
の１つを選択的に動作させる選択動作手段を設けたもの
である。また本発明は、上記選択動作手段を、タブレッ
トに配置された導体とコンデンサからなり、上記位置指
示器に設けられた少なくとも２つの共振回路のうち選択
された１つの共振回路に作用する共振回路として構成し
たものである。さらに本発明は、上記選択動作手段を、
上記位置指示器に設けられた少なくとも２つの共振回路
のうち選択された１つの共振回路に作用する周波数信号
を選択的に通過させるとともにその他の共振回路に作用
する周波数信号を減衰させるフィルタ手段として構成し
たものである。

【０００５】

【作用】タブレット側に位置指示器に配置された共振回
路を選択する手段を設けたので位置指示器に共振回路を
選択するスイッチ手段の必要がなくなり、位置指示器を
簡素化することができる。そして、個々に選択された共
振回路からの指示座標値に基づいて、位置指示器の傾斜
角度並びに正確な指示座標を検出することができる。

【０００６】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の１実施例装置
について説明する。図１は本発明のコードレスデジタイ
ザの装置構成を示す構成図、図２及び図３は共振回路を
選択的に動作させる選択動作手段の作用を説明する図、
図４はスタイラス指示器の傾斜及び指示座標を説明する
図である。まず、図１を参照して装置構成について説明
する。

【０００７】タブレット１は、複数のＸ側ループコイル
ｘ１、ｘ２・・・がＸ軸側に所定の間隔をもって配置さ
れ、複数のＹ側ループコイルｙ１、ｙ２・・・がＹ軸側
に所定の間隔をもって配置され、これらのループコイル
群により検出面が構成されている。上記複数のＸ側ルー
プコイルｘ１、ｘ２・・・はＸ軸スキャナ１１に、上記
複数のＹ側ループコイルｙ１、ｙ２・・・はＹ軸スキャ
ナ１２にそれぞれ接続されており、入力されたＸアドレ
ス及びＹアドレスに基づいてそれぞれ１つのループコイ
ルを選択する構成となっている。上記Ｘ軸スキャナ１１
からの出力信号は電圧増幅器１３に入力され、ここで所
定の増幅率にて増幅される。利用回路１７はこの電圧増
幅器１３からの増幅された信号を取り込みスタイラス指
示器２の指示座標を検出する。また上記電圧増幅器１３
の出力は電流増幅器１４に入力されて飽和レベルまで増
幅される。飽和レベルの信号はフィルタ手段１６を介し
てＹ軸スキャナ１２に入力される。このフィルタ手段１
６はスタイラス指示器２の第１の共振回路２１と第２の
共振回路２２とを選択するために設けられたもので、そ
の構成については後述する。上記Ｘ軸スキャナ１１の後
段と上記Ｘ側ループコイルｘ１、ｘ２・・・の共通接地
端との間には共振手段１５が配設されている。この共振
手段１５も先のフィルタ手段１６と同様にスタイラス指
示器２に配置された共振回路２１及び２２の選択手段と
して設けられたもので、その構成については後述する。

【０００８】スタイラス指示器２はその先端側に配置さ
れた第１の共振回路２１と、この第１の共振回路より後
部寄りに配置された第２の共振回路２２とを有してい
る。上記第１の共振回路２１はフェライト２１３とこの
フェライト２１３の周囲に巻回されたコイル２１１とこ
のコイル２１１に接続されたコンデンサ２１２とから構
成されている。また上記第２の共振回路２２もこの第１
の共振回路２１と同様の構成、すなわちコイル２２１、
コンデンサ２２２及びフェライト２２３からなる構成を
有している。そして上記第１の共振回路２１及び第２の
共振回路２２の回路定数、すなわちコイル２１１及び２
２１のインピーダンスと上記コンデンサ２１２及び２２
２の容量はその共振回路固有の定数として与えられてい
る。

【０００９】そして、この実施例装置においては、上記
スタイラス指示器２が上記タブレット１の検出面上に位
置付けられ、その位置に対応したＸ側及びＹ側ループコ
イルが選択されることにより、電流増幅器１４、フィル
タ手段１６、Ｙ軸スキャナ１２、Ｙ側ループコイルｙｎ
（ｎは選択された１つのループコイルを示す）、スタイ
ラス指示器２（第１の共振回路２１あるいは第２の共振
回路２２）、Ｘ側ループコイルｘｎ、Ｘ軸スキャナ１
１、電圧増幅器１３からなる発振系が構成される。この
発振系は周囲ノイズあるいは上記Ｘ軸スキャナ１１ある
いはＹ軸スキャナ１２のスイッチングノイズをきっかけ
として発振する。そして利用回路１７は、上記発振系が
発振状態にあるときの上記Ｘ軸スキャナ１１に入力され
たＸアドレス、上記Ｙ軸スキャナ１２に入力されたＹア
ドレス及び上記電圧増幅器１３からの増幅信号の出力レ
ベルに基づいてスタイラス指示器２の指示座標を検出す
る。すなわち上記第１の共振回路２１のコイル座標及び
上記第２の共振回路２２のコイル座標に基づいて上記ス
タイラス指示器２が指示する指示座標を算出する。

【００１０】次いで上記共振手段１５及び上記フィルタ
手段１６について説明する。ここでは各手段の作用を分
けて説明することにする。このため上記共振手段１５の
説明時には上記フィルタ手段１６については考慮せず、
一方上記フィルタ手段１６の説明時には上記共振手段１
５については考慮しないものとする。すなわち上記共振
手段１５の動作説明時には上記フィルタ手段１６の切換
スイッチ１６３はＳ３に接続され、同様に上記フィルタ
手段１６の動作説明時には上記共振手段１５の切換スイ
ッチ１５３はＳ３に接続されているものとする。

【００１１】まず上記共振手段１５について説明する。
共振手段１５はコンデンサ１５１とコンデンサ１５２と
これらのコンデンサを切換接続する切換スイッチ１５３
とから構成されている。上記コンデンサ１５１とコンデ
ンサ１５２とはそれぞれ異なった容量のものが用いら
れ、これらのコンデンサと上記Ｘ側ループコイルｘｎと
が共振回路を構成したときに上記第１の共振回路２１あ
るいは上記第２の共振回路２２と同等な回路定数を有す
るよう構成されている。すなわち、これらコンデンサ１
５１及びコンデンサ１５２の容量は、上記第１の共振回
路２１のコイル２１１のインピーダンスをＬ１、同じく
第１の共振回路２１のコンデンサ２１２の容量をＣ１、
上記第２の共振回路２２のコイル２２１のインピーダン
スをＬ２、同じく第２の共振回路２２のコンデンサ２２
２の容量をＣ２とし、そして上記タブレット１のループ
コイルｘｎのインピーダンスをＬ３、上記共振手段１５
のコンデンサ１５１の容量をＣ３、同じくコンデンサ１
５２の容量をＣ４としたときに次の式１及び式２をを満
たすように定められる。

【００１２】 Ｌ１・Ｃ１＝Ｌ３・Ｃ３ ・・・ （式１） Ｌ２・Ｃ２＝Ｌ３・Ｃ４ ・・・ （式２）

【００１３】このようにして共振手段１５のコンデンサ
１５１及びコンデンサ１５２を定めることにより、上記
Ｘ側ループコイルｘｎ及び上記コンデンサ１５１によっ
て構成される共振回路の共振周波数と上記第１の共振回
路２１の共振周波数とが等しくなる。また上記Ｘ側ルー
プコイルｘｎ及び上記コンデンサ１５２によって構成さ
れる共振回路の共振周波数と上記第２の共振回路２２の
共振周波数とが等しくなる。そして上記Ｘ側ループコイ
ルｘｎ及び上記第１のコンデンサ１５１からなる共振回
路が構成されることによりこの共振回路が共振する周波
数帯の増幅感度が向上し、同様に上記Ｘ側ループコイル
ｘｎ及び上記コンデンサ１５２からなる共振回路が構成
されることによりこの共振回路が共振する周波数帯の増
幅感度が向上する。従って、上記共振手段１５により、
上記スタイラス指示器２に配置された共振回路のうち動
作対象となる共振回路の増幅感度を共振手段１５の共振
回路の分だけ向上させることができ、これにより上記ス
タイラス指示器２に配置された共振回路を選択的に動作
させることができる。

【００１４】図２は、実施例装置において上記共振手段
１５の作用を説明するゲイン／周波数特性を示した図で
あり、点線が定状時の特性、一点鎖線が上記切換スイッ
チ１５３をＳ１に接続してループコイルｘｎとコンデン
サ１５１による共振回路を構成した時の特性、実線がル
ープコイルｘｎとコンデンサ１５１による共振回路を構
成した際に上記スタイラス指示器２をタブレット１の検
出面上に位置づけた時の特性をそれぞれ示している。例
示した装置のように、デジタイザの各構成要素から発振
系を構成しこの発振系による発振を利用したデジタイザ
装置においては、ゲイン（増幅感度）が０ｄｂ以上で、
かつ位相が０度となった周波数帯において上記発振系が
発振することが知られている（特願平５−１０７２５３
号参照）。この状態すなわちゲインが０ｄｂ以上でかつ
位相が０度の状態を発振条件ということにする。なお、
図２においてはゲインのみが示されており位相について
は図示を省略したが、この位相は各共振回路の共振周波
数にて０度となるように調整されているものとする。従
って、本実施例装置ではゲインが０ｄｂを越えると上記
発振系が発振条件を満たし発振する。なお上記位相は上
記電圧増幅器１３及び電流増幅器１４により調整が可能
である。以下、図２及び図１を参照し、上記共振手段１
５によるスタイラス指示器２に配置された共振回路２
１、２２の選択動作について説明する。

【００１５】タブレット１の検出面上にスタイラス指示
器２が無く、そして上記共振手段１５の切換スイッチ１
５３がＳ３に接続されてループコイルｘｎとコンデンサ
１５１あるいは１５２による共振回路が形成されていな
いいわゆる定常状態の周波数／ゲイン特性は、図２中点
線にて示すように−２０ｄｂ付近のほぼ一様な増幅感度
となっているものとする。この定常状態における増幅感
度は上記電圧増幅器１３及び電流増幅器１４の増幅度等
を変えることによって調整でき、−１０ｄｂあるいは−
３０ｄｂとすることもできる。そして上記共振手段１５
の切換スイッチ１５３をＳ１に接続してループコイルｘ
ｎとコンデンサ１５１による共振回路を形成すると、図
中１点鎖線にて示すようにこの形成した共振回路及び上
記第１の共振回路２１の共振周波数ｆ１付近の増幅感度
が１０ｄｂ程度向上し、−１０ｄｂ程度になる。さらに
上記ループコイルｘｎとコンデンサ１５１による共振回
路が形成された状態において上記スタイラス指示器２が
上記検出面上に位置付けられると、上記第１の共振回路
２１及び第２の共振回路２２が作用し、図中実線にて示
すように上記共振周波数ｆ１及び上記共振周波数ｆ２の
増幅特性がそれぞれ向上し、上記共振周波数ｆ１のゲイ
ンが０ｄｂを越えるとともに、上記共振周波数ｆ２のゲ
インが−１０ｄｂ程度となる。そして上記共振周波数ｆ
１のゲインが０ｄｂを越えたことにより、上記発振系は
この共振周波数ｆ１にて発振状態となる。そしてこのと
き第２の共振回路２２はその共振周波数ｆ２のゲインが
−１０ｄｂと低いことからこの発振には関与しない。す
なわち上記スタイラス指示器２の第１の共振回路２１が
選択され、この第１の共振回路２１による発振系が構成
されたということができる。そして利用回路１７は上記
発振状態における電力増幅器１３からの出力等に基づい
てスタイラス指示器２の指示座標を検出するが、上述し
たようにこの発振時においては上記第１の共振回路２１
が発振に関与しているので、この状態で検出された指示
座標は、図４に符号Ｐ１で示す第１の共振回路２１のコ
イル位置となる。

【００１６】以上は第１の共振回路２１を選択する場合
について説明したが、第２の共振回路２２も上述した方
法と同様な方法で選択することができる。すなわち、上
記共振手段１５の切換スイッチ１５３をＳ２に接続して
上記ループコイルｘｎと上記コンデンサ１５２による共
振回路を構成することにより、この共振回路および上記
第２の共振回路２２の共振周波数ｆ２の増幅感度を向上
させる。そして、この状態から上記スタイラス指示器２
を上記検出面上に位置付けることにより、上記共振周波
数ｆ２のゲインが０ｄｂ以上となり、上記第２の共振回
路２２のみを発振状態とすることができる。この発振状
態における利用回路１７の出力は、図４に符号Ｐ２で示
す第２の共振回路２２のコイル位置となる。このように
上記ループコイルｘｎとコンデンサ１５１あるいはコン
デンサ１５２による共振回路を形成することにより、上
記第１の共振回路２１と上記第２の共振回路２２とを選
択することができる。

【００１７】次いで、フィルタ手段１６について図１及
び図３を参照して説明する。図１に示すようにこのフィ
ルタ手段１６は、バンドパスフィルタ（以下ＢＰＦとい
う）１６１及び１６２と、これらのＢＰＦを切換接続す
る切換スイッチ１６３とから構成されている。上記ＢＰ
Ｆ１６１とＢＰＦ１６２はそれぞれ異なった周波数帯域
の信号を通過させるものが用いられており、上記ＢＰＦ
１６１は上記第１の共振回路に対応し上記共振周波数ｆ
１近傍の周波数帯域の信号を通過させるものが用いら
れ、上記ＢＰＦ１６２は上記第２の共振回路に対応し上
記共振周波数ｆ２近傍の周波数帯域の信号を通過させる
ものが用いられている。

【００１８】図３はフィルタ手段１６の作用を説明する
ゲイン／周波数特性図で、先に説明した図２に対応する
図である。図３において点線が定常時の特性、一点鎖線
が上記切換スイッチ１６３をＳ２に接続して周波数ｆ２
の信号を選択的に通過させた時の特性、実線が上記切換
スイッチ１６３をＳ２に接続して周波数ｆ２の信号を選
択的に通過させた状態で上記スタイラス指示器２をタブ
レット１の検出面上に位置付けた時の特性をそれぞれ示
している。以下この図を参照して第２の共振回路２２を
選択する場合について説明する。上記定常状態において
は、図中点線にて示すように−１０ｄｂ付近のほぼ一様
な増幅感度となっている。そして上記切換スイッチ１６
３をＳ２に接続し上記電流増幅器１４からの信号を上記
ＢＰＦ１６２を介して上記Ｙ軸スキャナ１２に供給する
ようにすると、図中一点鎖線にて示すように第１のカッ
トオフ周波数ｆ３より低周波域及び第２のカットオフ周
波数ｆ４より高周波域において増幅感度が−１０ｄｂ程
度低下する。そしてこの状態で上記スタイラス指示器２
を検出面上に位置付けると、図中実線にて示すように共
振周波数ｆ２の増幅感度が０ｄｂ以上となるとともに共
振周波数ｆ１の増幅感度は上記ＢＰＦ１６２によりその
感度が下げられ−５ｄｂ程度となる。これにより上記第
２の共振回路２２のみを発振状態とすることができる。
一方上記第１の共振回路２１のみを発振状態とする場合
には、上記切換スイッチ１６３をＳ１に接続して第３の
カットオフ周波数ｆ５より低周波域及び上記第１のカッ
トオフ周波数ｆ１より高周波域の増幅感度を低下させ
る。これにより上記スタイラス指示器２を検出面上に位
置付けた際において上記第１の共振回路２１のみを発振
状態とすることができる。

【００１９】以上は共振手段１５及びフィルタ手段１６
を個別に動作させた場合について説明したが、本発明に
おいては共振手段１５とフィルタ手段１６とを同時に作
用させるように構成してもよい。すなわち上記第１の共
振回路２１を選択する際にはループコイルｘｎと上記第
１の共振コンデンサ１５１による共振回路を構成すると
ともに、上記ＢＰＦ１６１を作用させ第３のカットオフ
周波数ｆ５より低周波域及び上記第１のカットオフ周波
数ｆ１より高周波域の増幅感度を低下させるようにして
もよい。このようにすることにより、選択する共振回路
（第１の共振回路２１）とそれ以外の共振回路（第２の
共振回路２２）との増幅感度の差を広げることができ、
両者の選択を容易に行うことができるといった効果があ
る。

【００２０】このようにして検出された第１の共振回路
２１のコイル位置（図４符号Ｐ１、以下第１のコイル位
置Ｐ１という）と第２の共振回路２２のコイル位置（同
符号Ｐ２、以下第２のコイル位置Ｐ２という）とからス
タイラス指示器２の指示座標（同符号Ｐ０）を算出す
る。この場合、上記第１のコイル位置Ｐ１と第２のコイ
ル位置Ｐ２との差に基づいて指示座標Ｐ０を算出する。
すなわち、まず上記第１のコイル位置Ｐ１と上記第２の
コイルコイル位置Ｐ２の各座標値からＸ軸側及びＹ軸側
のそれぞれにおける差ｄｘ及びｄｙを算出する。これら
の差ｄｘ及びｄｙはスタイラス指示器２の傾きに対応し
ている。これはスタイラス指示器２内における第１の共
振回路２１及び第２の共振回路２２の配設位置が固定さ
れているからである。従って、これらのｄｘ及びｄｙの
値からスタイラス指示器２の位置付け角度を求めること
ができる。そして、この求めた位置付け角度と第１のコ
イル位置Ｐ１及び第２のコイル位置Ｐ２とから指示座標
Ｐ０を算出することができる。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ス
タイラス指示器内に設けられた少なくとも２つの共振回
路をタブレット側の操作により選択する構成としたの
で、スタイラス指示器側の設計の自由度が向上し、より
使い勝手のよいコードレスデジタイザを提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例装置の構成を説明する図であ
る。

【図２】共振手段の作用を説明する図である。

【図３】フィルタ手段の作用を説明する図である。

【図４】スタイラス指示器の傾き検出及び指示座標検出
を説明する図である。

【符号の説明】

１ タブレット １５ 共振手段 １６ フィルタ手段 ２ スタイラス指示器 ２１ 第１の共振回路 ２２ 第２の共振回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】タブレットに配置された導体群と、位置指
   示器に配置され少なくともコイルとコンデンサからなる
   共振回路とを有し、該位置指示器の共振回路の作用によ
   り上記タブレットの導体群に誘導される信号に基づき位
   置指示器のタブレット上の指示座標を決定するコードレ
   スデジタイザにおいて、 上記位置指示器をペン形状のスタイラス指示器とすると
   ともに該スタイラス指示器の共振回路を作用位置及び共
   振周波数が異なる少なくとも２つの共振回路として動作
   可能なものとして構成し、 上記タブレットに、上記少なくとも２つの共振回路に作
   用することによりこの少なくとも２つの共振回路のうち
   の１つを選択的に動作させる選択動作手段を設けたこと
   を特徴とするコードレスデジタイザ。
2. 【請求項２】選択動作手段は、スタイラス指示器に設け
   られた共振回路のうち動作させる共振回路の共振周波数
   で選択的に共振する共振回路であって、導体群とコンデ
   ンサから構成されていることを特徴とする請求項１記載
   のコードレスデジタイザ。
3. 【請求項３】選択動作手段は、スタイラス指示器に設け
   られた共振回路のうち動作させる共振回路の共振周波数
   の信号を通過させるとともにその他の共振回路の共振周
   波数の信号を減衰させるよう構成されたフィルタ手段で
   あることを特徴とする請求項１記載のコードレスデジタ
   イザ。