JP2011065450A - Position detector and pointer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、所定の領域における位置指示器の位置を検出する位置検出装置及び位置指示器に関して、ユーザが位置指示器を用いて位置検出装置上で座標や図形等を描画したり、所定の入力操作を行ったりする場合に適用して好適な位置検出装置及び位置指示器に関する。 The present invention relates to, for example, a position detection device and a position indicator that detect the position of a position indicator in a predetermined area, and a user draws coordinates, graphics, and the like on the position detection device using the position indicator. The present invention relates to a position detection device and a position indicator that are suitable for application when performing an input operation.
従来、コンピュータ装置上で写真加工やイラスト作成等を行う際に用いられる入力装置として、位置検出装置が開発されている。一般に位置検出装置は、略平板状のタブレットと、ユーザがタブレット上で操作するペン状の位置指示器とで構成される。 2. Description of the Related Art Conventionally, a position detection device has been developed as an input device used when performing photo processing or illustration creation on a computer device. In general, the position detection device is composed of a substantially flat tablet and a pen-shaped position indicator operated by the user on the tablet.
位置検出装置には、例えば、電磁誘導方式を利用した位置検出装置がある。この位置検出装置が備えるタブレット内には、X方向及びY方向にそれぞれ複数のループコイルが配設され、位置指示器内には共振回路が設けられる。タブレットの上面には、位置指示器が指示する座標位置を検出するための位置検出領域が設定される。位置検出領域は、電磁誘導方式の位置指示器が指示した位置を位置検出装置に入力するための「位置検出面」と称される場合がある。そして、タブレットは、順次切り替えるループコイル毎に、位置指示器内の共振回路に対して、電磁誘導作用による所定周波数の電磁波の送受信を行い、位置指示器の指示位置を検出する。 As the position detection device, for example, there is a position detection device using an electromagnetic induction method. A plurality of loop coils are arranged in each of the X direction and the Y direction in the tablet included in the position detection device, and a resonance circuit is provided in the position indicator. A position detection area for detecting a coordinate position indicated by the position indicator is set on the upper surface of the tablet. The position detection region may be referred to as a “position detection surface” for inputting the position indicated by the electromagnetic induction type position indicator to the position detection device. And a tablet transmits / receives the electromagnetic wave of the predetermined frequency by an electromagnetic induction effect | action with respect to the resonance circuit in a position indicator for every loop coil switched sequentially, and detects the indication position of a position indicator.
この種の装置としては、例えば、特許文献1及び2に開示された技術が実用化されている。
特許文献1には、位置指示器の指定位置をループコイルに発生する誘導電圧によって求める位置検出装置について開示されている。
特許文献2には、連続量で表される操作に対応する情報を符号化し、位置検出装置に返信する位置指示器について開示されている。
As this type of apparatus, for example, the techniques disclosed in
特許文献1及び2に開示された技術によれば、位置指示器に共振回路を設けてタブレットと位置指示器との間で電磁波を送受信することにより、位置指示器が指示したタブレット上の位置を検出する。そして、位置指示器をコードレス化し、かつ、電池を設けないことにより、極めて操作性の良い位置指示器及び位置検出装置が実現される。
According to the techniques disclosed in
しかしながら、近年、液晶表示装置の実用化が進み、前述した位置検出装置を液晶表示装置と組み合わせて、描画したい場所を直接ペンで入力できるような形態とした位置検出装置に関する要求が高まっている。このような形態で位置検出装置を用いると、タブレットのセンサーコイルを液晶パネルの前面に配置することができないという問題があった。ここで、液晶表示装置とタブレットを一体とした従来の装置では前述したループコイルを形成するセンサー部を液晶の背面に置いていた。このため、一度完成された液晶パネルを分解してからセンサー部を組み込む必要があり、作業工数が増えることや、液晶パネルの変更を容易にできないという問題がある。そこで近年、タブレットのセンサー部を透明化して液晶パネルの前面に配置してほしいという要求が高まってきた。透明導電材としてはITO膜が広く知られているが抵抗値が高いため、これによって電力を送信することは不可能である。 However, in recent years, liquid crystal display devices have been put into practical use, and there has been an increasing demand for position detection devices in which the position detection device described above is combined with a liquid crystal display device so that a place to be drawn can be directly input with a pen. When the position detection device is used in such a form, there is a problem that the sensor coil of the tablet cannot be arranged on the front surface of the liquid crystal panel. Here, in the conventional device in which the liquid crystal display device and the tablet are integrated, the sensor portion for forming the loop coil described above is placed on the back surface of the liquid crystal. For this reason, it is necessary to disassemble the liquid crystal panel once completed and then incorporate the sensor unit, which increases the number of work steps and makes it difficult to change the liquid crystal panel. Therefore, in recent years, there has been an increasing demand for making the sensor part of the tablet transparent and disposing it in front of the liquid crystal panel. As a transparent conductive material, an ITO film is widely known, but since the resistance value is high, it is impossible to transmit power by this.
このような問題を解決する方法として、タブレットの位置検出領域の外周に送信用の励磁コイルを設けるという提案がある。たとえば、特許文献3において、タブレットの位置検出領域の外周に励磁コイルを設けた例が開示されている。 As a method for solving such a problem, there is a proposal of providing a transmission exciting coil on the outer periphery of the position detection region of the tablet. For example, Patent Document 3 discloses an example in which an excitation coil is provided on the outer periphery of the tablet position detection region.
このような外周に励磁コイルを設けるタブレットを用いれば、位置指示器の本体に電池等を内蔵しなくても良く、外周コイルによって強い電力を供給することができる。また、位置検出のためのコイルは受信専用でよいため、透明化することが可能である。 If a tablet having an excitation coil on the outer periphery is used, it is not necessary to incorporate a battery or the like in the main body of the position indicator, and strong electric power can be supplied by the outer periphery coil. Further, since the coil for position detection may be dedicated for reception, it can be made transparent.
しかし、位置検出領域が大きくなると中央部付近で検出される信号が弱くなり、位置検出領域の中央部でも十分強い信号を得るためには、外周コイルから供給する電力を非常に大きくしなければならない。このため、特にノートPCなどのモバイル用途においてバッテリーの使用時間を短くしてしまうという問題がある。 However, as the position detection area becomes larger, the signal detected near the center becomes weaker, and in order to obtain a sufficiently strong signal even in the center of the position detection area, the power supplied from the outer coil must be very large. . For this reason, there exists a problem of shortening the use time of a battery especially for mobile uses, such as a notebook PC.
本発明はこのような問題点に対して、位置指示器に電池等を設ける必要が無く、タブレットのセンサーコイルを液晶パネルの前面に配置することができ、また、ノートPCなどのモバイル用途においてもバッテリーの使用時間にあまり影響を与えない位置検出装置を実現することを目的とする。 In the present invention, it is not necessary to provide a battery or the like in the position indicator for such problems, and the sensor coil of the tablet can be arranged on the front surface of the liquid crystal panel, and also in mobile applications such as notebook PCs. An object of the present invention is to realize a position detection device that does not significantly affect the battery usage time.
本発明に係る位置検出装置は、位置検出領域に複数のループコイルが設けられ、位置検出領域の外周に巻き回された励磁コイルが設けられたタブレットと、略棒状の位置指示器からなり、
励磁コイルから位置指示器に対して信号を送出するとともに、位置指示器からの信号を複数のループコイルによって検出する位置検出装置であって、
位置指示器には、位置検出領域に近接する一端部に配置された第1のコイルと、離間して配置された第2のコイルと、第1のコイルと第2のコイルとを接続する信号伝達部とからなり、励磁コイルからの信号によって第2のコイルに誘導される電気信号は、信号伝達部を介して第1のコイルに伝達され、第1のコイルからループコイルに対して信号が送出されることを特徴とするものである。
更に、第1のコイルと第2のコイルは、並列又は直列に接続されていることものであり、また、共振回路を構成するものであっても良い。
The position detection device according to the present invention comprises a tablet provided with a plurality of loop coils in the position detection region, an excitation coil wound around the outer periphery of the position detection region, and a substantially bar-shaped position indicator.
A position detection device that sends a signal from an excitation coil to a position indicator and detects signals from the position indicator by a plurality of loop coils,
The position indicator includes a first coil disposed at one end close to the position detection region, a second coil disposed away from the position indicator, and a signal connecting the first coil and the second coil. An electrical signal that is composed of a transmission unit and is induced in the second coil by a signal from the excitation coil is transmitted to the first coil via the signal transmission unit, and a signal is transmitted from the first coil to the loop coil. It is characterized by being sent out.
Furthermore, the first coil and the second coil are connected in parallel or in series, and may constitute a resonance circuit.
このようにしたことで、位置検出領域から離れたコイルが、励磁コイルから送出される信号を受信し、位置検出領域に近接して用いられるコイルからループコイルに信号を送出することで、位置指示器の位置が検出されることとなる。 By doing so, the coil that is away from the position detection area receives the signal sent from the excitation coil, and sends the signal from the coil that is used in the vicinity of the position detection area to the loop coil. The position of the vessel will be detected.
本発明によれば、位置指示器に位置指示信号送信用のコイルとは別に信号検出用のコイルを位置検出面から離れた位置に設けるとともに、信号検出用のコイルが発生した電気信号を位置指示信号送信用のコイルに伝達するようにしたため、位置指示器が位置検出領域の中央部にあっても強い信号を検出することが可能である。このため外周の励磁コイルから送出する電力を少なく抑えることができ、モバイル用途においてもバッテリーの使用時間を長く維持することができる。
また、位置指示器からの信号の送信を位置検出領域の外周に設けた励磁コイルによって行うようにしたため、位置指示器からの信号を検出するセンサーをガラス面に形成したITO膜などの透明電極によって形成することが可能となり、タブレットのセンサーコイルを液晶パネルの前面に配置することができる。また、位置指示器に電池等を設ける必要が無く、使い勝手のよい位置検出装置が実現可能となる。
According to the present invention, the position indicator is provided with a signal detection coil at a position apart from the position detection surface separately from the position indication signal transmission coil, and the electrical signal generated by the signal detection coil is indicated by the position indicator. Since the signal is transmitted to the signal transmission coil, it is possible to detect a strong signal even if the position indicator is in the center of the position detection region. For this reason, the electric power sent out from the excitation coil of the outer periphery can be suppressed to a low level, and the usage time of the battery can be maintained long even in mobile applications.
In addition, since the signal from the position indicator is transmitted by the excitation coil provided on the outer periphery of the position detection region, a sensor for detecting the signal from the position indicator is formed by a transparent electrode such as an ITO film formed on the glass surface. The sensor coil of the tablet can be arranged on the front surface of the liquid crystal panel. In addition, it is not necessary to provide a battery or the like in the position indicator, and an easy-to-use position detection device can be realized.
以下、本発明の位置検出装置の一実施形態を、添付図面を参照しながら具体的に説明する。ただし、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。 Hereinafter, an embodiment of a position detection device of the present invention will be specifically described with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to this embodiment.
<位置検出装置の構成>
図1は、本実施形態の位置検出装置10の外観斜視図を示す。
位置検出装置10は、略棒状の位置指示器1と、平板状のタブレット2を備える。位置指示器1は、ペン形状とされ、ペン先部1aとテール部1bを有する。ペン先部1aには第1のコイル11が格納され、テール部1bには、第2のコイル12が格納される(後述する図3参照)。
<Configuration of position detection device>
FIG. 1 is an external perspective view of the position detection device 10 of the present embodiment.
The position detection device 10 includes a substantially bar-
タブレット2は、位置検出領域2aと周囲の外枠2bによって構成される。タブレット2は、外枠2bの内部に形成される位置検出領域2a上における位置指示器1によって指示される位置の座標を検出できる。
The
タブレット2は、不図示としてある外部のコンピュータ装置に接続されている。タブレット2は、位置指示器1が指示した位置の座標(以下、「指示位置」という。)を検出し、その指示位置に関する情報をコンピュータ装置に出力する。そして、コンピュータ装置は、タブレット2から入力された座標に対応する線画等を、液晶表示装置として用いられる液晶パネル32(後述する図4参照)の画面に表示する。
The
本例では、ペン先部1aを位置検出領域2aに近接して用いる。ペン先部1aは、線図を描画したり、所定のコマンドを選択したりするために用いられる。一方、テール部1bを位置検出領域2aに近接するのは、既に描かれた線図を消すため等に用いられる。
In this example, the
図2は、位置指示器1の内部構成例を示す。
FIG. 2 shows an internal configuration example of the
位置指示器1は、ペン先部1aに第1のコイル11を備え、テール部1bに第2のコイル12を備える。第1のコイル11と第2のコイル12は共に不図示のフェライトコアに巻回して形成されており、所定の距離だけ隔てて配置される。そして、本実施例においては、第1のコイル11と第2のコイル12は、並列に接続された合成コイルとして用いられる。また、位置指示器1は、コンデンサ13を備えており、第1のコイル11、第2のコイル12及びコンデンサ13は、タブレット2の外周に配置された励磁コイル30(後述する図4参照)から所定の周波数f0の磁界からなる信号によって、共振する共振回路を構成する。本実施例において、この周波数f0の磁界による信号を、以下において励磁信号とする。
The
また、位置指示器1は、第1のコイル11が励磁信号を検出した場合に発生する誘導電流を第2のコイル12に伝達し、第2のコイル12が励磁コイル30からの励磁信号を検出した場合に発生する誘導電流を第1のコイル11に伝達する信号伝達部14を備える。本例では、信号伝達部14として、導線を用いている。
Further, the
具体的には、第1のコイル11が位置検出領域2aの中央領域に近接して用いられる使用状態である場合には、第2のコイル12に発生する誘導電流を第1のコイル11に伝達し、第1のコイル11が磁界による信号をタブレット2(ループコイル41(後述する図5参照))に送出する。本実施例において、第1のコイル11からタブレット2に送出される磁界による信号を位置指示信号とする。
一方、第1のコイル11が位置検出領域2aの中央領域以外の周辺部に近接して用いられる使用状態であっては、励磁コイル30からの磁界により、第2のコイル12に生じる誘導電流よりも第1のコイル11に生じる誘導電流が大きいため、第1のコイル11から位置指示信号をタブレット2に送出する。
Specifically, when the
On the other hand, in a use state where the
次に、位置指示器1の基本構造を説明する。共振回路に発生する誘導電圧より電源を抽出して後述する各回路に電源を供給する電源抽出回路15と、タブレット2から放射される磁界によって、共振回路に発生する誘導電圧により所定のタイミング信号を検出するタイミング抽出回路16を備える。タイミング抽出回路16は、タブレット2からの励磁信号の連続放射時間と周期からタイミング信号を抽出する。すなわち、タブレット2からの励磁信号が所定期間以上連続して放射され、その後、この所定期間より十分短い一定の周期で且つ所定の継続時間をもって間欠的に放射されることから、タイミング信号を抽出するものである。
Next, the basic structure of the
また、位置指示器1は、タイミング抽出回路16で抽出されたタイミング信号を一定時間遅延させる遅延回路17と、タイミング抽出回路16によって抽出されたタイミング信号に基づいて、連続信号を検出する連続信号検出回路18を備える。
The
連続信号検出回路18は、ダイオードからなる検波回路と、抵抗及びコンデンサからなる積分回路と、抵抗及びバッファアンプからなる波形整形回路とで構成される。そして、連続信号検出回路18に入力されたタイミング信号がダイオードで整流され、抵抗及びコンデンサで積分された後、さらに抵抗及びバッファアンプで波形整形されることによって、連続信号検出回路18は連続的なパルス信号として検出する。
The continuous
また、位置指示器1は、連続量で表される操作、本例ではペン先部1aの筆圧を検出してデジタルデータに変換する筆圧/時間変換回路19を備える。筆圧/時間変換回路19は、筆圧に応じて抵抗値が変化する(具体的には、筆圧が増加するほど抵抗値も増加する)可変抵抗素子及びコンデンサからなる微分回路で構成される。このデジタルデータは、筆圧信号としてカウンタ20に出力される。
なお、可変抵抗素子の代わりに、筆圧に応じて容量値が変化するコンデンサもしくは筆圧に応じて誘導値が変化するインダクタンス素子を用いても良い。
Further, the
Instead of the variable resistance element, a capacitor whose capacitance value changes according to writing pressure or an inductance element whose induction value changes according to writing pressure may be used.
また、位置指示器1は、筆圧/時間変換回路19から信号が出力されている間、タブレット2から放射される励磁信号により共振回路に発生した誘導電流の周波数を計数するカウンタ20と、パラレルデータをシリアルデータに変換するP/S変換回路21と、P/S変換回路21から入力される筆圧情報に応じてオン又はオフを制御するスイッチ22を備える。
The
P/S変換回路21は、タブレット2より励磁信号が一定の周期で間欠的に放射され、タイミング抽出回路16で抽出されるタイミング信号に同期してカウンタ20の計数値を順次、共振回路に送り、共振回路の共振特性を変化させる。
The P /
図3は、位置指示器1が備える第1のコイル11と第2のコイル12の配置例を示す。
位置指示器1がタブレット2の位置検出領域2aで使用する場合、位置指示器1が備える第1のコイル11が位置検出面に近接する。
なお、第1のコイル11は、位置指示器1の座標位置を正しく検出するために、位置指示器1の一端部としてのペン先部1aに配置される。
FIG. 3 shows an arrangement example of the
When the
Note that the
一方、第2のコイル12は、第1のコイル11から所定の距離だけ離間して配置されたテール部1bに配置される。テール部1bに配置される第2のコイル12は、通常の使用状態において、第1のコイル11から位置検出面に対して上方に離れたところに設けられる。第1のコイル11と第2のコイル12は、タブレット2から受信した励磁信号に基づく誘導電流を互いに伝達する信号伝達部14によって電気的に接続される。通常の使用状態において、信号伝達部14は、第2のコイル12に誘導される電気信号(誘導電流)を第1のコイル11に伝達する。そして、位置検出領域2aに近接した第1のコイル11によって、磁界(位置指示信号)がループコイル41(後述する図5参照)に送出される。
On the other hand, the
図4は、タブレット部分の立体構造を示す。 FIG. 4 shows the three-dimensional structure of the tablet part.
タブレット2は、液晶パネル32と、センサガラス33を備える。センサガラス33は、厚さ0.4mm程度のガラスを2枚張り合わせており、各ガラスにはITO膜によって後述するループコイル41(図5参照)のパターンが形成される。即ち、一方のガラスにはX1〜X40が、他方のガラスにはY1〜Y30のパターンがそれぞれエッチングにより形成される。これらのガラスはITO膜の面を互いに向き合わせて、間に透明な絶縁シートを挟むようにして作られる。
The
また、タブレット2は、ポリイミド材をベースにしたフレキシブル基板34,35を備える。フレキシブル基板34は、センサガラス33のX1〜X40の各ラインのパターンに接続され、ループを形成するための折り返し部分を形成する。同様に、フレキシブル基板35もセンサガラス33のX1〜X40の各ラインのパターンに接続されて、選択回路42へ接続される。このような構成は、Y1〜Y30のループコイルについても同様である。そして、位置検出領域2aの外周に励磁コイル30が巻き回される。
液晶パネル32の背面には周囲の金属物体やノイズによる影響を排除するために適度な導電性を有するシールド板31が設けられる。
The
A
図5は、タブレット2の構成例を示す。
FIG. 5 shows a configuration example of the
タブレット2は、X軸方向およびY軸方向にそれぞれ、X1〜X40及びY1〜Y30として所定方向に略並行に配置される複数のループコイル41を備える。ループコイル41によって構成される位置検出領域2aは、液晶パネル32(図4参照)と一体とされ、位置検出領域2aが液晶パネル32の表示エリアと一致するようにループコイル41の寸法や配列ピッチが決定される。そして、複数のループコイル41は、位置検出領域2aにある位置指示器1から、位置指示器1の位置を指示する位置指示信号を受け取る。X1〜X40及びY1〜Y30として所定方向に並設される複数のループコイル41は、各ループコイルを選択する選択回路42に接続される。
The
選択回路42により選択された出力端は増幅回路43に接続され、該増幅回路43はf0を中心周波数とするバンドパスフィルタ44に接続され、バンドパスフィルタ44は検波回路45に接続される。また、検波回路45はサンプルホールド回路46に接続され、サンプルホールド回路46によって保持された電圧は、A/D変換回路47に接続され、A/D変換回路47の出力はCPU48に接続される。
The output terminal selected by the
タブレット2は、複数のループコイル41の周囲であって、位置検出領域2aの外周を取り囲むように巻回された励磁コイル30を備える。図5では、励磁コイル30を2ターンで例示しているが、実際には8ターンから十数ターンで巻回される。励磁コイル30は、ドライブ回路40に接続されており、ドライブ回路40は周波数f0で発振する発振回路49に接続される。そして、励磁コイル30は、位置指示器1に励磁信号を送出する機能を有する。
The
CPU48は、ドライブ回路40、選択回路42、サンプルホールド回路46及びA/D変換回路47にそれぞれ制御信号を送出する。なお、CPU48は、ドライブ回路40に制御信号を供給し、励磁コイル30からの励磁信号の送信をオン又はオフに制御する。CPU48は、ループコイル41が受信する位置指示信号に基づいて、位置検出領域2aにおける位置指示器1の位置を検出する。
The
ここで、位置指示器1の位置をタブレット2が検出する動作について説明する。
ユーザの操作によって位置指示器1が位置検出領域2a内に置かれると、CPU48は送受信動作をX軸ループコイル群の中から位置指示器1が置かれる近傍の複数本について行う。そして、CPU48は、X軸ループコイル群で検出された位置指示信号のレベル分布より位置指示器1の指示位置のX座標値を求める。続いて、CPU48は送受信動作をY軸ループコイル群の中から位置指示器1が置かれる近傍の複数本について行う。そして、CPU48は、Y軸ループコイル群で検出された位置指示信号のレベル分布より位置指示器1の指示位置のY座標値を求める。これらの座標検出は従来の位置検出装置と同様の手順で行われる。
Here, the operation in which the
When the
続いて、CPU48は位置指示器1に対する8ビットの筆圧を検出するため励磁コイル30から所定時間(例えば1ミリ秒)以上継続して送信する。その後、座標検出の際と同様なタイミングで、励磁コイル30からの送信と筆圧情報の各ビット毎にレベルが変化する信号の受信、による送受信動作を行う。この送受信動作は、例えば8回継続して行われる。このとき選択回路42では位置指示器1から最も近いループコイル(X軸でもY軸でも良い)を選択して位置指示信号を受信する。このようにして、位置指示器1の筆圧情報をタブレット2において検出することが可能となる。
Subsequently, the
次に、位置指示器1が位置検出領域2aの中央領域においても強い位置指示信号をタブレット2に返すことができる理由について説明する。
Next, the reason why the
図6は、励磁コイル30によって発生する磁界分布の例を示す。この種の位置検出装置で位置検出領域2aの背面にシールド板31を配置する場合がある。この場合、励磁コイル30から発生する磁界のうち、位置検出領域2aの検出面の背後から回り込む磁界は、このシールド板31によって遮られる。そのため、位置検出領域2aの中央領域における磁界は極端に弱くなる。
一方、位置検出領域2aの中央領域における検出面からある程度の高さでは、磁界分布の特性から、磁界は位置検出領域2aの検出面の近傍よりも比較的強くなる。
FIG. 6 shows an example of a magnetic field distribution generated by the
On the other hand, at a certain height from the detection surface in the central region of the position detection region 2a, the magnetic field is relatively stronger than the vicinity of the detection surface of the position detection region 2a due to the characteristics of the magnetic field distribution.
しかし、位置指示器1が送信する位置指示信号は、位置検出領域2aまたはセンサガラス33に配置されたループコイルによって検出する必要があるため、位置指示器1が備えるコイルは、位置指示信号を送信するため位置検出領域2aの検出面に近い位置で使用しなければならない。
一方、従来の一つのコイルを有する位置指示器では、比較的小さい位置検出領域のタブレットにおいては中央領域でも、励磁コイルからの磁界を受け取り同じコイルでタブレットへ磁界の信号を送り返し、タブレット2のループコイルでその信号を検出するのに支障は無かった。しかし、広い位置検出領域を有するタブレットにおいては中央領域において、励磁コイルから受ける磁界が弱くなるため、位置指示器1からの位置指示信号が極端に弱くなり、ループコイルでの受信する位置指示信号が極端に弱くなる。そのため、従来の位置指示器を用いると、比較的大きなタブレットにおいては、位置指示器の位置を検出することができない状態であった。
However, since the position indication signal transmitted by the
On the other hand, in the conventional position indicator having one coil, the tablet of the relatively small position detection region receives the magnetic field from the excitation coil and sends the magnetic field signal back to the tablet by the same coil even in the central region, and the
図7は、位置指示器1が、中央領域でも強い位置指示信号をセンサガラス33に送信するための基本原理を示す。
FIG. 7 shows a basic principle for the
位置指示器1には、タブレット2が座標を検出するために用いる第1のコイル11とは別に、励磁コイル30が送出する励磁信号を検出するための第2のコイル12を備える。第1のコイル11と第2のコイル12は、並列接続とされている。
In addition to the
ユーザが位置指示器1のペン先部1aを位置検出領域2aの中央領域の近くに近づけると、テール部1bは位置検出領域2aの検出面より高い場所に位置する。中央領域にある位置指示器1において、位置検出領域2aの検出面より高い位置の第2のコイル12では、第1のコイル11より強い励磁信号を励磁コイル30から受けて、誘導電流が発生する。そして、第2のコイル12が励磁されて発生した誘導電流が信号伝達部14を介して第1のコイル11に伝達され、第1のコイル11は強い磁界を発生させることができる。この磁界は、位置検出領域2aの検出面に十分近いため、ループコイル41は位置指示器1が発した強い位置指示信号として検出することとなる。このため、中央領域に位置指示器1が置かれても、タブレット2は正確に位置を検出することが可能である。
When the user brings the
以上説明した実施の形態によれば、励磁コイル30が発生する励磁信号をあまり強くする必要が無いため、タブレット2の消費電力を抑えることができるという効果もある。このため外周の励磁コイル30から送出する電力を少なく抑えることができ、モバイル用途においてもバッテリーの使用時間を長く維持することができる。また、位置指示器1に電池等を設ける必要が無く、使い勝手のよい位置検出装置10が実現可能となる。
According to the embodiment described above, since it is not necessary to make the excitation signal generated by the
また、タブレット2の励磁コイル30から送信される励磁信号により位置指示器1の第2のコイル12に発生する誘導電流は、信号伝達部14によって、第1のコイル11に伝達され、第1のコイル11からは第2のコイル12に発生した誘導電流の大きさに応じた位置指示信号が放射される。このため、位置指示器1が位置検出領域2aの中央領域に置かれていても強い位置指示信号が放射されるので、タブレット2は位置指示器1の位置を正確に検出することができる。
The induced current generated in the
また、タブレット2において、送信コイルと、受信コイルを分離することで、受信コイルであるループコイル41を透明電極として知られる比較的抵抗値の高いITO膜にすることができ、ガラス面に形成することが可能となる。また、位置指示器1からの信号の送信を位置検出領域2aの外周に設けた励磁コイルによって行うようにしたため、位置指示器1からの信号を検出するセンサーをガラス面に形成したITO膜などの透明電極によって形成することが可能となる。このため、ループコイル41を液晶パネル32の前面に配置することができる。このような構成とした場合、タブレット2の製造工程において、液晶パネル32を分解する必要がなくなり、タブレット2の歩留まりが向上するという効果がある。
Further, in the
また、この実施例においては、励磁コイル30から位置指示器1に励磁信号を送出することによって、位置指示器1に電力を供給することもできる。これは、励磁コイル30からの励磁信号によって第2のコイル12が励磁され誘導電圧が生じ、電源抽出回路15によって電力を抽出し蓄えることができることによる。このため、抽出された電力に基づいて内部のIC等の回路を動作させることができる。また、位置指示器1に電池等を設けなくともよく、位置指示器1を軽量化でき、位置指示器1に複数の情報をセットすることが可能となるため、タブレット2からの指示に従った複雑な処理を行うことができるという効果がある。
In this embodiment, it is also possible to supply power to the
なお、上述した実施の形態に係る位置指示器1は、第1のコイル11と第2のコイル12を並列にして共振回路を構成したが、直列接続して共振回路を構成してもよく、必ずしも共振回路である必要は無い。また、2個のコイルのうち上方に配置するコイルの位置はタブレットのサイズやシールド板の材質に応じて中央領域で最も励磁信号が強く検出されるように決定することが好ましい。
In the
図8は、位置指示器1の他の構成例を示すブロック図である。以下の説明において、既に上述した実施の形態で説明した図2に対応する部分には同一符号を付し、詳細な説明を省略する。
FIG. 8 is a block diagram illustrating another configuration example of the
図8Aは、第1のコイル11と第2のコイル12を直列接続した場合における、位置指示器1の内部構成例を示す。
この場合であっても、第1のコイル11、第2のコイル12及びコンデンサ13によって共振回路を構成することができる。
FIG. 8A shows an internal configuration example of the
Even in this case, the
図8Bは、信号伝達部14が誘導電圧の強度を増幅する増幅部51を備える場合における、位置指示器1の内部構成例を示す。
本例では、増幅部51として、例えば、アンプが用いられる。この場合、位置指示器1は、第2のコイル12が受け取った励磁信号の強度がわずかであっても、強度を増幅して第1のコイル11に伝達することができる。このため、さらに安定な位置検出を行うことができるという効果がある。なお、第1のコイル11と第2のコイル12は、おのおの共振回路を構成し、第2のコイル12の共振回路で得られる誘導電圧が増幅部51で、増幅され第1のコイル11の共振回路に伝達される。
FIG. 8B shows an internal configuration example of the
In this example, an amplifier is used as the amplifying
また、本実施例では、励磁コイル30からの励磁信号を第2のコイル12により受信し、誘導電流を生じさせて、第1のコイル11に誘導電流を伝達し、第1のコイル11から位置指示信号をタブレット2に送出している。
さらに、第2のコイル12が位置検出領域2aに近接して用いられる場合に、励磁コイル30からの磁界を第1のコイル11で受信し、発生する誘導電流を第2のコイル12に伝達し、第2のコイル12が位置指示信号をタブレット2に送出しても良い。
In the present embodiment, the excitation signal from the
Further, when the
1…位置指示器、1a…ペン先部、1b…テール部、2…タブレット、2a…位置検出領域、2b…外枠、10…位置検出装置、11…第1のコイル、12…第2のコイル、13…コンデンサ、14…伝達部、15…電源抽出回路、16…タイミング抽出回路、17…遅延回路、18…連続信号検出回路、19…筆圧/時間変換回路、20…カウンタ、21…P/S変換回路、22…スイッチ、26…カウンタ、30…励磁コイル、31…シールド板、32…液晶パネル、33…センサガラス、34〜36…フレキシブル基板、40…ドライブ回路、41…ループコイル、42…選択回路、43…増幅回路、44…バンドパスフィルタ、45…検波回路、46…サンプルホールド回路、47…A/D変換回路、48…CPU、49…発振回路、51…増幅部
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記励磁コイルから位置指示器に対して信号を送出するとともに、位置指示器からの信号を前記複数のループコイルによって検出することにより、該タブレット上における位置指示器の指示位置を検出する位置検出装置において、
前記位置指示器には、
前記タブレットの位置検出面に近接する一端部に配置された第1のコイルと、
前記第1のコイルから離間して配置された第2のコイルと、
前記第1のコイルと前記第2のコイルとを接続する信号伝達部とを有し
前記励磁コイルからの信号によって前記第2のコイルに誘導される電気信号は、前記信号伝達部を介して前記第1のコイルに伝達され、
前記第1のコイルから前記ループコイルに対して信号が送出されることを特徴とする位置検出装置。 A plurality of loop coils are arranged in parallel in a predetermined direction, and include a tablet provided with an excitation coil wound around the outer periphery of the position detection region, and a substantially rod-shaped position indicator.
A position detection device for detecting a position indicated by the position indicator on the tablet by sending a signal from the excitation coil to the position indicator and detecting a signal from the position indicator by the plurality of loop coils. In
In the position indicator,
A first coil disposed at one end proximate to the position detection surface of the tablet;
A second coil spaced apart from the first coil;
A signal transmission unit that connects the first coil and the second coil, and an electrical signal that is induced in the second coil by a signal from the excitation coil is transmitted through the signal transmission unit. Transmitted to the first coil,
A position detection device, wherein a signal is sent from the first coil to the loop coil.
請求項1記載の位置検出装置。 The position detection device according to claim 1, wherein the first coil and the second coil are connected in series or in parallel.
前記第1のコイル及び第2のコイルと、前記コンデンサによって共振回路を構成する
請求項2記載の位置検出装置。 The position indicator includes a capacitor,
The position detection device according to claim 2, wherein a resonance circuit is configured by the first coil, the second coil, and the capacitor.
請求項1〜3のいずれか1項に記載の位置検出装置。 The position detection device according to claim 1, wherein the transmission unit includes an amplification unit that amplifies an electric signal induced in the second coil.
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