JP2001255992A - 回転角度検出用組み合わせコイル及び位置指示器 - Google Patents

回転角度検出用組み合わせコイル及び位置指示器

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JP2001255992A JP2000064320A JP2000064320A JP2001255992A JP 2001255992 A JP2001255992 A JP 2001255992A JP 2000064320 A JP2000064320 A JP 2000064320A JP 2000064320 A JP2000064320 A JP 2000064320A JP 2001255992 A JP2001255992 A JP 2001255992A
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康幸 福島
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雅樹 丹羽
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 パック形状の位置指示器に組み込むための組
み合わせコイルであって，位置指示器全体を回転させる
ことなく，位置指示器内に組み込まれた回転機構を回転
させることで回転角度の制限なくエンドレスに操作可能
な構造を有する組み合わせコイル及びそれを組み込んだ
位置指示器を提供する。 【解決手段】 電磁誘導を利用してタブレット上で動作
する位置指示器内に設けて回転角度を検出する回転角度
検出用組み合わせコイルであって、座標値検出のために
位置指示器内に設けられたリング状の第一のコイルと、
該第一のコイルの中心を回転中心として回転運動をする
回転部材と、該回転部材の上であって前記第一のコイル
内側にその中心を偏らせて設けられ、前記第一のコイル
よりも半径の小さい第二のコイルと、前記回転部材を前
記位置指示器の操作者の操作により回転させる操作部材
とを有し、前記回転部材がその回転運動によって前記第
二のコイルの両端からの信号線のねじれが生ずることを
防止するねじれ防止構造を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、電磁誘導を利用し
て位置指示器の位置を検出する座標入力装置（デジタイ
ザ又はタブレット）に用いられる位置指示器に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】 従来の技術としては,たとえばタブレ
ット面に対する垂直方向の回転角を検出するのに用いる
組み合わせコイル及び位置指示器があった。本明細書で
ある方向の回転角というときは，その方向を示す直線の
回りにどれだけ回っているかを示す度合いをいう。した
がって，タブレット面に対する垂直方向の回転角という
とき，そのタブレット面がＸＹ平面だとすれば，それに
垂直なＺ方向が定義され，そのＺ軸回りの回転角を意味
する。
【０００３】 本願の先行技術として，平成8年特許出
願公開第３０３７４号，平成８年特許出願公開第２８６
８１０号がある。これらはいずれも本願の発明者と同一
の企業に勤める者の発明に関する出願であり，動作原理
の共通するものである。その先行技術についてここで簡
単に説明する。
【０００４】 先行技術による組み合わせコイルは，図
２に示すように，座標検出用コイル９０に発生する磁束
の一部を囲むように並置された制御コイル９１を設け
て，制御コイル９１を開閉制御し，座標検出用コイル９
０を通過する磁束の分布を変化させて，回転角を検出で
きるようにしたものであった。
【０００５】 その組み合わせコイルの構造をさらに説
明すると，座標検出用コイル９０が一つの磁性体コアに
巻かれ,その上でその座標検出用コイル９０ともう一つ
の磁性体コアとを束ねた周囲に制御コイル９１が巻かれ
た構造であり，座標検出用コイル９０と制御コイル９１
とが一体となった構造であった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】 上述の先行技術は，
主に電子ペン，スタイラスペンなどと呼ばれる筆記具形
状の位置指示器に適した組み合わせコイルであるといえ
る。なぜなら，第一に，一体型の構造は，電子ペンのよ
うな狭い筐体内に組み込むのに適している。第二に，電
子ペンにおいては，座標検出用コイルの中心軸の延長上
に電子ペンのペン先が位置し，それがタブレット面と接
して用いられ，そのペン先がタブレット面と接する部分
が座標を示す部分である。したがって，位置検出用のコ
イルを回転中心として電子ペン全体を操作者が回転させ
ることが比較的容易にできる。
【０００７】 それに対し，カーソル，コードレスマウ
スなどと呼ばれるパック形状の位置指示器（以下,単に
「カーソル」と呼ぶ。）の場合は，比較的広い筐体を有
しているので，座標検出用コイルと制御用コイルとが一
体構造である必要がない。また，カーソルにおいては,
電子ペンにおけるペン先のように位置指示器とタブレッ
ト面との間に座標位置を示す構造物が存在するわけでは
ないから，位置指示器全体をある座標を中心にして回転
させることに適しているとはいえない。
【０００８】 一方，位置指示器を回転させずに，位置
指示器内の一部に回転機構を設けて，従来の組み合わせ
コイルを回転させる構造では，一つ乗り越えるべき課題
が存在する。座標検出用コイルの両端の信号線，及び制
御用コイルの両端の信号線は，位置指示器内に固定され
た回路に接続されるべきであるから，回転による信号線
のねじれによる断線を回避するための構造を考え出さな
ければ，回転する角度が狭い範囲に限定されるという課
題である。
【０００９】 本発明は，このような課題に鑑みてなさ
れたものであり，タブレット面に対する垂直方向の回転
角を検出するためにパック形状の位置指示器に組み込む
ための組み合わせコイルであって，位置指示器全体を回
転させることなく，位置指示器内に組み込まれた回転機
構を回転させることで回転角度の制限なくエンドレスに
操作可能な構造を有する組み合わせコイル及びそれを組
み込んだ位置指示器を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】斯かる課題を解決すべ
く，本発明に係る回転角度検出用組み合わせコイルは，
電磁誘導を利用してタブレット上で動作する位置指示器
内に設けて回転角度を検出する回転角度検出用組み合わ
せコイルであって、座標値検出のために位置指示器内に
設けられたリング状の第一のコイルと、該第一のコイル
の中心を回転中心として回転運動をする回転部材と、該
回転部材の上であって前記第一のコイル内側にその中心
を偏らせて設けられ、前記第一のコイルよりも半径の小
さい第二のコイルと、前記回転部材を前記位置指示器の
操作者の操作により回転させる操作部材とを有し、前記
回転部材がその回転運動によって前記第二のコイルの両
端からの信号線のねじれが生ずることを防止するねじれ
防止構造を有するものである。
【００１１】 また，前記ねじれ防止構造が、前記回転
部材の回転により前記第二のコイルの両端からの信号線
が動き得る領域を避けて、前記回転部材の回転軸及び前
記操作部材が位置する構造であるのが望ましい。
【００１２】 また，前記回転角度検出用組み合わせコ
イルを有する位置指示器とする。
【００１３】 さらに，前記回転角度検出用組み合わせ
コイルを有する位置指示器であって、前記操作部材の少
なくとも一部が外部に露出し、位置指示器を用いる操作
者の指により操作できることとするのが好ましい。
【００１４】 このましくは，前記回転角度検出用組み
合わせコイルを有する位置指示器であって、前記第二の
コイルの両端からの信号線が、前記位置指示器内の回路
に接続される。
【００１５】 また，電磁誘導を利用してタブレット上
で動作する位置指示器であって，座標値検出のための第
一のコイルと，該第一のコイルと一体的に設けられ，該
第一のコイルによって生ずる磁束を変更,制御させるべ
く設けられた第二のコイルと，前記第一のコイルの磁束
中心位置を示すべく前記位置指示器底面のタブレットに
接する側に突出する回転軸突起とを有する位置指示器と
することもできる。
【００１６】 前記位置指示器であって，前記回転軸突
起を操作者の操作によって突出させる突起突出ボタンを
さらに有することが望ましい。
【００１７】 さらに，前記位置指示器であって，前記
突起突出ボタンを，前記回転軸突起を突出させた状態に
保つ突出ボタンロック機構を有するのが好ましい。
【００１８】
【実施の形態】 以下，図１を参照しつつ，本発明の実
施の形態について説明する。図１は，本発明に係る組み
合わせコイルを組み込んだ位置指示器がタブレット面に
載っている状態を示した図である。内部構造を明らかに
するため，位置指示器の筐体は，底面のみを示し他の部
分（上カバーの部分）は描くのを省略している。
【００１９】 図１のタブレット２１は，従来技術の項
で言及した座標検出装置を用いることができるが，それ
に限らず，一般に電磁誘導方式のタブレットを用いるこ
とができる。さらにいえば，交番磁束の発生する位置を
検出して位置指示器の座標を検出することができるタブ
レットであれば用いることができる。
【００２０】 タブレット２１の上の面は，ほぼ平らに
なっており，その上に位置指示器を載せて用いる。位置
指示器の載っている位置を検出してコンピュータ等の上
位機器にその座標値を入力するのがタブレットの主な機
能である。本発明の組み合わせコイルを組み込む位置指
示器は，カーソルとかコードレスマウスと呼ばれること
があるものであって，パック形状を有する。したがっ
て，その底面はほぼ平面を構成し，操作者がその持つ手
を放したときにも，タブレット面上に静止し続ける。位
置指示器筐体底面２０は，そのようなパック形状を有す
る位置指示器の底面のみを示している。内部構造を見や
すくするために上カバーは省略してある。
【００２１】 座標検出用コイル１１は，位置指示器筐
体底面２０に固定して設けられるリング状（円形）のコ
イルである。図に示した例では，空芯コイル（磁芯を有
しないコイル）である。座標検出用コイル１１は，必要
な磁束の強さを得るために数回巻きとするのが望まし
い。座標検出用コイル１１は，円形でありその円の中心
について回転対称であるから，座標検出用コイル１１に
交流電流が流れたときにそれにより発生する磁束も回転
対称であると考えられる。
【００２２】 図１の回転円板１４は，位置指示器筐体
底面２０に対して回転するように設けられ，その回転中
心は，座標検出用コイルの中心と一致している。回転円
板１４は，回転操作部１８と回転運動伝達手段２２によ
り接するよう構成されている。回転操作部１８は，回転
操作部回転軸１９の回りに回転するようになっており，
位置指示器の操作者（使用者）が指を用いて回転操作す
ることができる。
【００２３】 回転円板１４の上には中心から偏った位
置に制御コイル回転軸１６が固定して設けられている。
その制御コイル回転軸１６の回りに制御コイル１２が自
由回転できるように配置されている。本実施形態にあっ
ては，制御コイル１２は円筒状のフェライトコア（磁芯
材料）に信号線が複数回巻かれたものであり，その両端
からの信号線は，フェライトコアの上部から，制御回路
１７に向かって伸びる。制御回路１７は，位置指示器筐
体底面２０上に固定されたプリント基板からなる回路で
ある。制御コイル１２の上の方から伸びる制御コイル信
号線１５は，ある程度の剛性を有しており，回転円板１
４が回転しそれに伴って制御コイル１２の位置が変化し
た場合であっても，制御コイル１２の上の制御コイル信
号線１５の付け根が常に制御回路１７の方を向くように
制御コイル１２のフェライトコアが制御コイル回転軸１
６の回りに回るように仕向ける。また，制御コイル信号
線１５の長さは,制御コイル１２が制御回路１７から最
も遠い位置に移動した場合であっても断線せず，しかも
その剛性を失わない程度の長さをも有する。
【００２４】 制御回路１７の回路構成の詳細は，先行
技術等にくわしいので，ここでは詳細は省略し，簡単に
説明するに止める。制御回路１７は，少なくとも制御コ
イル信号線１５を開放したり,短絡させたりする機能を
有している。制御コイル信号線１５を短絡したときに
は,，座標検出用コイル１１の内部の磁束に着目する
と，制御コイル１２の位置には磁束が通りにくくなり，
座標検出用コイル１１の内部のうちの制御コイルから遠
ざかる位置に磁束が偏る。したがって，タブレット２１
に検出される座標値は，座標検出用コイル１１の中心点
と制御コイル１２のコア中心点を結ぶ直線上の，制御コ
イルから遠ざかる向きに座標が移動する。このことは，
制御コイル信号線１５を開放したときに検出される座標
値と，短絡したときに検出される座標値とを比較するこ
とによって，制御コイル１２がいずれの位置（回転角
度）にあるかを知ることができることを意味する。
【００２５】 図1に示した本発明の実施形態にあって
は，制御コイル１２が制御コイル回転軸１６の回りに自
由回転できること，制御コイル信号線１５の制御コイル
１２への付け根が上方にあること，制御コイル信号線１
５が充分な長さとともにある程度の剛性をももっている
こと，により回転円板１４がどちらまわりに何回回転し
たとしても，制御コイル信号線１５がねじれず，しかも
断線しない。
【００２６】
【実施例】 次に，図３を参照しつつ，本発明の実施例
について説明する。図３に示す実施例では，制御コイル
３２は，棒状のフェライトコアに複数回信号線を巻いて
構成したものである。制御コイル受け３３は，それ自身
が回転円板３４の上の偏った位置に設けられた中心軸の
回りに自由回転できるように設けられている。制御コイ
ル３２は制御コイル受け３３に対しては，固定されて配
置されるが，制御コイル受け３３がその中心軸の回りに
自由か移転できる結果として，図１に示す実施形態と同
様の動きができる。他の点は，図１と同様である。
【００２７】 図４は，座標検出用コイル４１をフェラ
イトコイルに信号線を巻いたものとし，制御コイルをリ
ング状の空芯コイルとした実施例を示すものである。座
標検出用コイル４１は，位置指示器筐体底面２０に対し
て固定して設けられ，その両端の信号線は，位置指示器
筐体底面２０に沿って配線される。回転円板４４は，座
標検出用コイル４１の存在する部分を空洞とするドーナ
ッツ形状のものとして構成され，中心を偏らせて空芯
（磁芯を有しない）の制御コイル４２を有している。制
御コイル４２はリング状であり，その中心には円筒回転
軸４６が回転円板４４上に設けられている。円筒回転軸
４６の回りには自由回転円筒４３が設けられ，円筒回転
軸４６の回りに自由回転できるように構成されている。
制御コイル４２の両端の信号線である制御コイル信号線
４５は，自由回転円筒４３の上部に固定され，そこから
制御回路１７に伸びている。制御コイル信号線４５が充
分な長さと適度な剛性を持ち，回転円板４４の回転にし
たがって，自由回転円筒４３が回転するように仕向ける
点は，図１の実施形態と同様である。
【００２８】 図５は，座標検出用コイル５１，制御コ
イル５２ともにフェライトコアを有するコイルとした実
施例である。回転円板４４をドーナッツ形状とし，座標
検出用コイル５１の両端からの信号線は位置指示器筐体
底面２０に沿って制御回路１７に伸びる点は図４の実施
例と同様である。制御コイル５２が制御コイル回転軸５
６の回りに自由回転でき，制御コイル信号線５５の剛性
のおかげで制御コイル５２の両端の信号線の付け根は制
御回路１７に近いほうを常に向くように仕向けられる点
は，図１の実施例と同様である。
【００２９】 図６は，座標検出用コイル６１，制御コ
イル６２ともに磁芯を有しない（空芯）コイルとした例
を示している。座標検出用コイル６１の両端からの信号
線は，図1に示す実施形態と同様に位置指示器筐体底面
２０に沿って配線される。制御コイル６２の両端からの
信号線（制御コイル信号線６５）は，図４に示す実施例
と同様に，回転円板６４の回転操作にもかかわらず，ね
じれ防止がなされる。
【００３０】 図７は，回転軸突起７６を設けた実施例
を示す。この実施例では，図２に示す従来型の一体にな
った組み合わせコイルを用いる。すでに述べたように，
一体型の組み合わせコイルは，電子ペンに組み込むのに
適していた。電子ペンでは，ペン先がタブレット面に当
たるので，操作者が回転中心を感覚的につかみやすい。
そこで，パック形状のいわゆるカーソルを用いる場合で
も，回転角度の検出の際には，ペン先に似た回転軸突起
を突出させることにより，本発明の課題をある程度解決
させることができる。図７は，回転軸突起７６を設けた
カーソルを真横から見た図を示している。回転軸突起７
６は，通常の動作時には，引っ込んだ状態に保たれる。
操作者が回転角度の検出を欲するときにのみ，操作者が
突起突出ボタン７７を操作することによって位置指示器
底面７０からタブレット面に向かって突起する。回転軸
突起７６の位置は図２の座標検出用コイル９０の中心位
置を示しており，突出した回転軸突起７６は電子ペンに
おけるペン先と同様の働きをする。突起突出ボタン７７
は，操作者の操作による回転軸突起７６を突出させるボ
タンであり，それを操作者が押しつづけることにより回
転軸突起７６は突出しつづける。突起突出ボタン７７を
押した状態で突出ボタンロック７８を操作することによ
り,回転軸突起７６を突出させた状態でロックすること
が可能である。突出ボタンロック７８を解除することに
より回転軸突起７６は収納される。突出ボタンロック７
８がなければある程度の限定された角度しか回せない
が，突出ボタンロック７８でロックをかけることによ
り，３６０度を越える角度の回転操作をも可能にする。
【００３１】
【発明の効果】 本発明は，このように構成されている
ので，パック形状の位置指示器（カーソル）に適した組
み合わせコイルを提供できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す図である。
【図２】従来からの一体型組み合わせコイルを示す図で
ある。
【図３】棒状のコアを用いた制御コイルの例を示す図で
ある。
【図４】座標検出用コイルをコア付き，制御コイルを空
芯とした実施例を示す図である。
【図５】座標検出用コイル，制御コイルともにコア付き
とした実施例を示す図である。
【図６】座標検出用コイル，制御コイルともに空芯とし
た実施例を示す図である。
【図７】回転軸突起を設けた実施例を示す図である。
【符号の説明】
１１ 座標検出用コイル １２，２２，３２，４２，５２，６２ 制御コイル １４，２４ 回転円板 １６，５６ 制御コイル回転軸

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電磁誘導を利用してタブレット上で動作
    する位置指示器内に設けて回転角度を検出する回転角度
    検出用組み合わせコイルであって、 座標値検出のために位置指示器内に設けられたリング状
    の第一のコイルと、 該第一のコイルの中心を回転中心として回転運動をする
    回転部材と、 該回転部材の上であって前記第一のコイル内側にその中
    心を偏らせて設けられ、前記第一のコイルよりも半径の
    小さい第二のコイルと、 前記回転部材を前記位置指示器の操作者の操作により回
    転させる操作部材とを有し、 前記回転部材がその回転運動によって前記第二のコイル
    の両端からの信号線のねじれが生ずることを防止するね
    じれ防止構造を有することを特徴とする回転角度検出用
    組み合わせコイル。
  2. 【請求項２】 請求項1記載の回転角度検出用組み合わ
    せコイルにおいて、 前記ねじれ防止構造が、前記回転部材の回転により前記
    第二のコイルの両端からの信号線が動き得る領域を避け
    て、前記回転部材の回転軸及び前記操作部材が位置する
    構造であることを特徴とする回転角度検出用組み合わせ
    コイル。
  3. 【請求項３】 請求項1又は２記載の回転角度検出用組
    み合わせコイルを有することを特徴とする位置指示器。
  4. 【請求項４】 請求項1又は2記載の回転角度検出用組み
    合わせコイルを有する位置指示器であって、前記操作部
    材の少なくとも一部が外部に露出し、位置指示器を用い
    る操作者の指により操作できることを特徴とする位置指
    示器。
  5. 【請求項５】 請求項1又は2記載の回転角度検出用組み
    合わせコイルを有する位置指示器であって、前記第二の
    コイルの両端からの信号線が、前記位置指示器内の回路
    に接続されることを特徴とする位置指示器。
  6. 【請求項６】 電磁誘導を利用してタブレット上で動作
    する位置指示器内に設けて回転角度を検出する回転角度
    検出用組み合わせコイルであって、 座標値検出のために位置指示器内に設けられた第一のコ
    イルと、 該第一のコイルの中心を回転中心として回転運動をする
    回転部材と、 該回転部材の上にその中心を偏らせて設けられた第二の
    コイルと、 前記回転部材を前記位置指示器の操作者の操作により回
    転させる操作部材とを有し、 前記回転部材がその回転運動によって前記第二のコイル
    の両端からの信号線のねじれが生ずることを防止するね
    じれ防止構造を有することを特徴とする回転角度検出用
    組み合わせコイル。
  7. 【請求項７】 請求項６記載の回転角度検出用組み合わ
    せコイルにおいて、 前記ねじれ防止構造が、前記回転部材の回転により前記
    第二のコイルの両端からの信号線が動き得る領域を避け
    て、前記回転部材の回転軸及び前記操作部材が位置する
    構造であることを特徴とする回転角度検出用組み合わせ
    コイル。
  8. 【請求項８】 請求項６又は７記載の回転角度検出用組
    み合わせコイルを有することを特徴とする位置指示器。
  9. 【請求項９】 請求項６又は７記載の回転角度検出用組
    み合わせコイルを有する位置指示器であって、前記操作
    部材の少なくとも一部が外部に露出し、位置指示器を用
    いる操作者の指により操作できることを特徴とする位置
    指示器。
  10. 【請求項１０】 請求項６又は７記載の回転角度検出用
    組み合わせコイルを有する位置指示器であって、前記第
    二のコイルの両端からの信号線が、前記位置指示器内の
    回路に接続されることを特徴とする位置指示器。
  11. 【請求項１１】 電磁誘導を利用してタブレット上で動
    作する位置指示器であって，座標値検出のための第一の
    コイルと，該第一のコイルと一体的に設けられ，該第一
    のコイルによって生ずる磁束を変更,制御させるべく設
    けられた第二のコイルと，前記第一のコイルの磁束中心
    位置を示すべく前記位置指示器底面のタブレットに接す
    る側に突出する回転軸突起とを有することを特徴とする
    位置指示器。
  12. 【請求項１２】 請求項１１記載の位置指示器であっ
    て，前記回転軸突起を操作者の操作によって突出させる
    突起突出ボタンをさらに有することを特徴とする位置指
    示器。
  13. 【請求項１３】 請求項１２記載の位置指示器であっ
    て，前記突起突出ボタンを，前記回転軸突起を突出させ
    た状態に保つ突出ボタンロック機構を有することを特徴
    とする位置指示器。
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