JP2513760B2

JP2513760B2 - 座標検出装置

Info

Publication number: JP2513760B2
Application number: JP972488A
Authority: JP
Inventors: 文二内山; 成三岡田; 洋一浜中
Original assignee: Hitachi Seiko Ltd
Current assignee: Via Mechanics Ltd
Priority date: 1988-01-21
Filing date: 1988-01-21
Publication date: 1996-07-03
Anticipated expiration: 2011-07-03
Also published as: JPH01185719A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、タブレツト上の任意の位置を指示するスタ
イラスペンやカーソル等の指示体の位置の座標を検出す
る座標検出装置に関する。

〔従来の技術〕

座標検出装置には種々の型のものがあるが、一般に
は、導線を蛇行状に布線するとともに、座標領域を所定
間隔で区分するセレクタ線を備え、指示体がどの区分に
存在するかを当該セレクタ線を走査することにより検出
するとともに、区分内の位置を、指示体により導線に誘
起された電圧に基づいて検出し、これにより指示体の座
標を検出していた。しかし、セレクタ線を走査するには
複雑な回路を必要とし、かつ、走査に要する時間が長い
という問題があつた。この問題を解決すべくセレクタ線
を使用しない座標検出装置が特開昭58−159191号公報に
より提案されている。以下、この座標検出装置の概略を
図により説明する。

第４図（ａ），（ｂ）は座標検出装置のタブレツト上
に布線されたＸ軸座標検出用導線の配置図である。な
お、Ｙ軸座標検出用導線は、Ｘ軸座標検出用導線とは直
交して布線されるが、その布線の態様はＸ軸座標検出用
導線の布線と同一であるので説明は省略し、以下、Ｘ軸
座標検出用導線についてのみ説明する。

第４図（ａ）で、１は蛇行状に配置された１本の導線
でそのピツチはｐで示される。２は導線１と同一ピツチ
ｐで蛇行状に配置された導線であり、導線１に対して1/
4ピツチだけずらして配置されている。11,11′は導線１
の両端の端子12,12′は導線２の両端の端子である。

第４図（ｂ）で、３は蛇行状に配置された１本の導線
であり、そのピツチがｑで示されている。ピツチｑはピ
ツチｐとは異なるピツチであり、図示の場合、ピツチｑ
はピツチｐより大きな値に選定されている。４は導線３
と同一ピツチｑで蛇行状に配置された導線であり、導線
３に対して1/4ピツチだけずらして配置されている。13,
13′は導線３の両端の端子、14,14′は導線４の両端の
端子である。

各導線1,2,3,4は互いに絶縁された状態で配置され、
かつ、導線1,2と導線3,4とは重ねて配置される。このよ
うに重ねられた導線によりＸ軸検出用ベースが構成さ
れ、同様の構成のＹ軸検出用ベースとともにタブレツト
が構成される。上記導線1,2と導線3,4とを重ねる場合、
導線１の両側縁をなす線と導線３の両側縁をなす線とは
上下で一致せしめられる。したがつて、導線１のピツチ
ｐと導線３のピツチｑとは互いに一定の関係にある。即
ち、両側縁をなす線間の距離をｌ、ピツチ数をｎとする
と、これらの数値の間には次式の関係が成立する。

ｌ＝np＝（ｎ−１）ｑ ……（１）図の場合、ピツチ数ｎは５である。実際のピツチ数は
これより遥かに大きな値であるが、（１）式が成立する
ことに変わりはない。

今、このようなＸ軸検出用ベースにおいて、図示位置
ａに指示体６が置かれた場合について考える。なお、位
置ａはＸ軸方向（図の横方向）において、導線１の第２
番目のピツチが開始される線1₂から距離ｒ離れた位置で
あるとする。この位置は導線３からみると、その第２番
目のピツチ開始線3₂から距離ｓの位置にある。指示体６
の励磁により、端子11,11′間、端子12,12′間、端子1
3,13′間および端子14,14′間にはそれぞれ第５図
（ａ），（ｂ）に示すような電圧E₁₁,E₁₂,E₁₃,E₁₄が発
生する。ここでカーソル６に印加される電圧E₁が E₁＝A₁cosωｔ ……（２）とすると（A₁は波高値）、上記各電圧E₁₁,E₁₂,E₁₃,E₁₄
は次式で表わされる。

E₁₁＝A₂cos（２π・r/p）cosωｔ ……（３） E₁₂＝A₂sin（２π・r/p）cosωｔ ……（４） E₁₃＝A₂cos（２π・s/q）cosωｔ ……（５） E₁₄＝A₂sin（２π・s/q）cosωｔ ……（６）ただし、A₂は係数である。

このように、端子11,11′,12,12′,13,13′,14,14′
から出力される電圧信号E₁₁,E₁₂,E₁₃,E₁₄を用い、第６
図に示す回路により指示体６のＸ軸の座標が検出され
る。

第６図は従来の座標検出装置のブロツク図である。図
で、17は高周波のパルスを出力するクロツク発振器、18
はクロツク発振器17の高周波出力信号を分周する分周
器、19は分周器18の出力を増幅して正弦波に変換するフ
イルタである。フイルタ19の出力は指示体６に供給され
これを励磁する。21はＸ軸検出用ベースおよびＹ軸検出
用ベースより成るタブレツト、21X,21YはそれぞれＸ軸
出力端子およびｙ軸出力端子（端子11,11′〜14,14′）
を示す。22は各端子の出力信号を切換えて入力する切換
回路、23,24は増幅器、25は積分器、26は加算器であ
る。27は加算器26から出力される正弦波をこれに応じた
矩形波に変換する波形変換器、28は分周器18の出力信号
と波形変換器27の主力信号とを比較して所望のデータを
出力する比較器、29は入力されたデータに基づいて指示
体６の座標を求めるデータ処理装置である。

次に、この座標検出器の動作の概略を説明する。デー
タ処理装置29の指令により、切換回路22は順次出力端子
11,11′〜14,14′の出力信号を入力する。今、端子11,1
1′から前記電圧信号E₁₁を入力すると、この信号は増幅
器23で増幅され、積分器25で時間ｔについて積分されて
信号E₁₁′となつて加算器26に入力される。一方、端子1
2,12′の電圧信号E₁₂は切換回路22、増幅回路24を経て
そのまま加算器26に入力される。加算器26では両信号を
加算した信号E₁₀を出力する。信号E₁₀は次式で表わされ
る。

E₁₀＝E₁₁′＋E₁₂＝A₂sin（ωｔ＋２π・r/p） ……
（７）上式から明らかなように、信号E₁₀は距離ｒに比例す
る位相変調信号であり、励磁信号E₁との移送を比較して
その位相差φ_１を得ることにより距離ｒを求めることが
できる。

このため、比較器28には、セツト信号として分周器18
の出力信号が入力され、リセツト信号として波形変換器
27の出力信号が入力される。上記セツト信号の入力時点
とリセツト信号の入力時点の時間間隔が位相差φ_１に比
例する。そこで、セツト信号の入力からリセツト信号の
入力まで、クロツク発振器17の出力パルスを入力し、こ
のパルス数をカウントすれば、当該パルス数は位相差φ
_１に比例した数となる。距離ｒは位相差φ_１を用いて次
式により求めることができる。

ｒ＝ｐ・φ₁/2π ……（８）上記の手段と全く同様に、端子13,13′の出力信号E₁₃
および端子14,14′の出力信号E₁₄を処理すると、その位
相差φ_２により距離ｓを次式で求めることができる。

ｓ＝ｑ・φ₂/2π ……（９）次に、データ処理装置29の動作を第７図に示すフロー
チヤートおよび第８図に示す波形図を参照しながら説明
する。電源が投入されると、データ処理装置29では種々
の初期設定が行なわれ（第７図に示す手順S₁）、演算、
制御の態勢が整えられる。次いで、Ｘ軸メインループ
（導線1,2）における指示体６の位置の検出が実行され
る（手順S₂）。この検出は、比較器28から出力される位
相差φ_１に比例する数値（パルス数）を読み込み、
（８）式の演算を行なうことによりなされる。得られた
値をX_M（＝ｒ）とする。この手順S₂における処理時間が
第８図に示す時間T_1Xで示される。なお、第８図は横軸
に時間、縦軸に加算器26の出力電圧がとつてある。上記
の手順で値X_Mが算出されると、次にＸ軸サブループ（導
線3,4）における指示体６の位置の検出が、位相差φ_２
の数値および式（９）に基づいて実行され、値X_S（＝
ｓ）が算出される（手順S₃）。この手順S₃の処理時間が
第８図に示す時間T_2Xで示される。

値X_M,X_Sの算出が終了すると、今度はこれら値および
各導線1,3のピツチp,qを用いてＸ軸領域判定演算が実行
される（手順S₄）。即ち、指示体６が導線１の第何番目
の領域に存在するかは、その領域数をK_Xとすると次式で
表わされる。

この領域数K_Xの算出に要する時間が第８図に時間T_3X
で示されている。次いで、指示体６のＸ軸の絶対座標値
X_ABSが次式にしたがつて演算される（手順S₅）。そし
て、これに要する時間が第８図に時間T_4Xで示されてい
る。

X_ABS＝K_X・ｐ＋X_M ……（11）次に、指示体６の絶対座標値Y_ABSが手順S₆,S₇,S₈,S₉
により算出されるが、これらの手順はＸ軸の絶対座標値
X_ABSの算出手順S₂〜S₅と同一であるので、その説明は省
略する。なお、手順S₆〜S₉の処理に要する時間は、第８
図に時間T_1Y〜T_4Yで示されている。

このようにして指示体６の絶対座標値X_ABS,Y_ABSが求
まると、これら座標値は上位処理装置（上位のコンピユ
ータ）へ出力される（手順S₁₀）。この処理に要する時
間が第８図に時間T₅で示されている。次いで、座標検出
を継続すべきか否かを、例えば指示体がタブレツト21に
接触しているか否かを検出することにより判断し（手順
S₁₁）、接触していれば手順S₂に戻つて次の座標値を検
出する。手順S₁₁に要する時間が第８図に時間T₆で示さ
れている。第８図に示す時間Ｔは上述のことから、指示
体６の移動におけるある一点の座標値を算出するのに必
要な時間であることが判る。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記座標検出装置の検出能力は、通常200ポイント／
秒程度である。即ち、指示体をタブレツト21上に置いた
状態で線を描くとき、その描線上の検出座標値の数は１
秒間に200点前後といることになる。ところで、一般の
手書きの速度を念願に置いた場合、上記200ポイント／
秒程度では描線についての充分な精度のデータを得るこ
とができないという問題があり、当該精度を満足すべく
ものとするには300ポイント／秒程度の検出能力が要求
されていた。そして、従来の座標検出装置にあつては、
上述のように200ポイント／秒程度の検出能力であるの
で、描線データの精度を充分な精度とするには、手書き
の速度を遅くしなければならなかつた。

本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、単位
時間内における座標値の検出点数を増加することができ
る座標検出装置を提供するにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、本発明は、ピツチの異な
る２つの導線を蛇行状に配線した第１の導線群およびピ
ツチの異なる２つの導線を蛇行状に前記第１の導線群の
各導線に直交して配線した第２の導線群より成る座標検
出板と、電磁手段を有し前記座標検出板上の任意の位置
指示する指示体とを備えたものにおいて、前記指示体の
前記第１の導線群の所定の導線に対する位置および前記
第２の導線群の所定の導線に対する位置に基づいて前記
指示体の第１番目の座標検出点の座標を演算する第１の
演算手段と、前記第１の導線群および前記第２の導線群
のうちの選定された１つの導線群の所定の導線に対する
前記指示体の現座標検出点と直前の座標検出点との位置
の差を当該直前の座標検出点の座標に加算して同一ピツ
チ領域内の前記指示体の第２番目以降の座標検出点の座
標を求める第２の演算手段とを設けたことを特徴とす
る。

〔作用〕

座標検出板上に指示体で線を描く場合、指示体が最初
に接触した座標検出板上の位置の座標値は、第１の導線
群と第２の導線群を用いて検出する。そして、同一ピツ
チ領域内における以後の座標値は、いずれか一方の導線
群の所定の導線に関する指示体の位置を求め、この位置
と前回の座標検出点における前記所定の導線に関する位
置との差を演算し、この差の値を前回座標検出点の指示
体の座標値に加算することにより検出する。

〔実施例〕

以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明する。

第１図は本発明の実施例に係る座標検出装置のブロツ
ク図である。図で、第６図に示す部分と同一部分には同
一符号を付して説明を省略する。30は第６図に示すデー
タ処理装置29に相当するデータ処理装置である。このデ
ータ処理装置30以外の他の構成は第６図に示す構成と同
じである。

次に、本実施例の動作を第２図に示すフローチヤート
および第３図に示す電圧波形図を参照しながら説明す
る。電源が投入され、指示体６がタプレツト21に接触し
たとき、その最初の座標検出点の座標値は第７図に示す
手順S₁〜S₁₀と同一処理により求められる（第２図に示
す手順S₂₀,S₂₁）。しかしながら、本実施例では、第２
番目の座標検出点以降の座標値は、以下に示す手順S₂₂
〜S₂₆により求められる。即ち、手順S₂₁の処理が終了す
ると、次の座標検出点の座標値を求めるため、まずＸ軸
メインループ（導線1,2）についての検出が実行され
（手順S₂₂）、その値X_M(n)が（８）式により求められ
る。ここでｎは座標検出点の番号を示す。以下、ｎ＝２
（第２番目の座標検出点の検出）の場合を説明する。手
順S₂₂における処理時間が第３図に示す時間T_1Xで示され
る。第３図は第８図と同じく、横軸に時間、縦軸に加算
器26の出力電圧がとつてある。次いで、直ちにその位置
の座標値が演算される（手順S₂₃）。この演算は次のよ
うに行なわれる。まず、手順S₂₁で算出された最初の座
標検出点のＸ軸座標値X_ABS(1)および値X_M(1)がとり出さ
れる。次に、手順S₂₂で算出した値X_M(2)から値X_M(1)が
減算される。この差の値｛X_M(2)−X_M(1)｝は指示体６の
Ｘ軸方向の移動距離である。この差は最初の座標検出点
のＸ軸座標値X_ABS(1)に加算され、これにより当該２番
目の座標検出点の座標値X_ABS(2)が求められる。手順S₂₃
に要する処理時間が第３図に示す時間T_4Xで示される。

座標値X_ABS(2)が求められると、今度は座標値Y_ABS(2)
が手順S₂₄,S₂₅により算出されるが、これらの処理は座
標値X_ABS(2)を求める手順S₂₂,S₂₃の処理と同じであるの
で説明は省略する。なお、手順S₂₄,S₂₅の処理に要する
時間が第３図T_1Y,T_4Yに示されている。座標値X_ABS(2),Y
_ABS(2)が求められるとこの座標値は手順S₂₆により上位
処理装置へ出力される。次いで、座標検出を継続すべき
か否かが判断され（手順S₂₇）、継続すべきと判断され
ると処理は手順S₂₂に戻り、新たな（第３番目の）座標
検出点の座標値（X_ABS(3),Y_ABS(3)）が求められる。上
記手順S₂₆,S₂₇における処理は第７図に示す手順S₁₀,S₁₁
における処理と同じであり、又、手順S₂₆,S₂₇の処理に
要する時間が第３図に時間T₅,T₆で示される。第３図に
示す時間Ｔ′は本実施例における１つの座標検出点の座
標検出に要する時間を示す。

ここで、従来の座標検出装置における座標検出所要時
間Ｔ（第８図）と本実施例の座標検出装置における座標
検出所要時間Ｔ′（第３図）とを比較すると、本実施例
の座標検出装置においては、従来の座標検出装置が必要
とした時間T_2X,_2Yを除くことができる。したがつて、処
理時間が短縮されて１秒間に検出できる座標値の数を増
加せしめることができ、手書き速度で描かれた描線の座
標データを満足すべき精度で得ることができる。

ところで、上記実施例における処理によつては、指示
体６の移動中、Ｘ軸,Y軸のメインループにおけるピツチ
領域が変わつたとき正しい座標値を得ることができな
い。しかしながら、この問題に対しては、ピツチ領域の
変化を検出する手段を備えておき、これが検出されたと
き、例えば、手順S₂₃における演算の左辺にピツチｐを
加算するというように適宜の手段で修正を行なえばよ
い。このような手段が加えられることを考慮しても、描
線中におけるピツチ領域が変化したときの座標検出点の
数は、ピツチ領域内の座標検出点の数に比べて遥かに少
ないので、さきに述べた本実施例の効果にほとんど影響
を及ぼさない。

なお、上記実施例の説明では、メインループとして、
ピツチｐの導線群を選定する例を挙げたが、ピツチｑの
導線群を選定してもよいのは明らかである。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明では、最初の座標検出点の
み第１の導線群および第２の導線群の出力信号をとり出
して座標検出を行ない、同一ピツチ内の他の座標検出点
の座標は一方の導線群の出力信号のみをとり出して座標
検出を行なうようにしたので、単位時間内における座標
値の検出点数を増加することができ、手書き速度で線を
描いても精度の良い描線データ（座標値）を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る座標検出装置のブロツク
図、第２図および第３図は第１図に示す装置の動作を説
明するフローチヤートおよび電圧波形図、第４図
（ａ），（ｂ）はタブレツトの導線配置図、第５図
（ａ），（ｂ）は第４図（ａ），（ｂ）に示す導線の電
圧波形図、第６図は従来の座標検出装置のブロツク図、
第７図および第８図は第６図に示す装置の動作を説明す
るフローチヤートおよび電圧波形図である。６……指示体、21……タブレツト、30……データ処理装
置。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ピツチの異なる２つの導線を蛇行状に配線
した第１の導線群およびピツチの異なる２つの導線を蛇
行状に前記第１の導線群の各導線に直交して配線した第
２の導線群より成る座標検出板と、電磁手段を有し前記
座標検出板上の任意の位置を指示する指示体とを備えた
ものにおいて、前記指示体の前記第１の導線群の所定の
導線に対する位置および前記第２の導線群の所定の導線
に対する位置に基づいて前記指示体の第１番目の座標検
出点の座標を演算する第１の演算手段と、前記第１の導
線群および前記第２の導線群のうちの選定された１つの
導線群の所定の導線に対する前記指示体の現座標検出点
と直前の座標検出点との位置の差を当該直前の座標検出
点の座標に加算して前記指示体の同一ピツチ領域内の第
２番目以降の座標検出点の座標を求める第２の演算手段
とを設けたことを特徴とする座標検出装置。