JP2730018B2 - ディジタイザおよび位置検出方法 - Google Patents

ディジタイザおよび位置検出方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はディジタイザおよび位置
検出方法に関し、特に、ＸＹ座標面が定義された盤面上
で位置指示器を操作して位置を指定したとき、指定位置
の座標データを生成しコンピュータに供給するディジタ
イザおよび位置検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ディジタイザは、ＣＡＤシステムやグラ
フィックスシステムを構成するコンピュータの位置情報
入力装置として使用される。ディジタイザは、位置情報
を入力するためのＸＹ座標面が定義された例えば矩形の
盤面（以下「座標面盤」という）を備え、例えばペン型
位置指示器を座標面盤上で操作して位置を指定したと
き、指定された位置の座標データを求め、コンピュータ
に供給する。従来の一般的なディジタイザは、上記座標
面盤を備え指定位置の座標データを計算して生成するた
めの電気回路部と演算処理部を含む座標検出装置と、座
標面盤上で使用される位置を指定するための位置指示器
を含む。従来の代表的なディジタイザでは、例えば、位
置指示器の内部に或る周波数の電磁波を発射する電気回
路およびコイルアンテナを設けると共に座標検出装置の
内部に上記ＸＹ座標面における直交するＸ軸とＹ軸の各
方向に等間隔で並べられた多数のループコイルを設け
る。この構成において、前記位置指示器で位置を指定す
るとき、座標面盤上の指定位置で位置指示器内の電気回
路から電磁波を発射し、これに対して座標検出装置は、
当該電磁波に感応してもっとも大きな電流を流すＸ軸と
Ｙ軸の各方向のループコイルを特定し、それによって位
置指示器で指定された位置すなわちＸ座標値（ｘ）とＹ
座標値（ｙ）で決まる位置（ｘ，ｙ）を決定する。座標
検出装置は、Ｘ軸方向とＹ軸方向のそれぞれの多数のル
ープコイルの各々を流れる電流の強度あるいは電流間の
位相差等の状態によって指定位置を検出するように構成
される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記構成を有する従来
の代表的ディジタイザは、位置指示器内に電磁波を発射
する電気回路や電源を構成する回路部品を内蔵しなけれ
ばならないのに加え、座標検出装置の側においても、Ｘ
軸とＹ軸の各方向に配置される多数のループコイルに流
れる誘導電流の状態、すなわち例えば強度検出あるいは
位相差検出を行う回路部品や電源を実装しなければなら
ない。その結果、特に、座標検出装置の構成が複雑にな
り、製作コストがかかり、製品を安価に作れないという
不具合がある。またディジタイザの使い易さを向上させ
る目的で、例えば、指定位置の座標データ（ｘ，ｙ）を
利用して応用処理を実行する小型コンピュータをペン型
位置指示器に内蔵させたり、ペン型位置指示器の後端部
に小型表示装置を付加したりする構造を採用する場合に
は、座標検出装置と位置指示器との間に何等かの通信手
段を設け、座標検出装置で検出した指定位置の座標デー
タを当該通信手段で位置指示器へ伝送するという構成が
要求される。それ故に、構成がいっそう複雑になると共
に製作コストがさらに高くなるという問題がある。
【０００４】本発明の目的は、受動型ディジタイザを実
現して従来のディジタイザの上記問題を解決するもの
で、新しい受動型ディジタイザを提案し、座標面盤内の
電源や能動回路をなくすことで使用電源の個数をできる
だけ少なくしかつ全体の構成を簡易化するディジタイザ
と位置検出方法を提供することにある。
【０００５】なお上記受動型ディジタイザとは、前述の
位置検出装置に相当する装置において座標データを計算
し生成するための構成部分を持たず、単に座標面盤を備
えて座標を決定するのに寄与する構成部分を有するもの
をいう。受動型ディジタイザでは、指定位置の座標デー
タの生成処理は位置指示器の側で実行される。
【０００６】本発明の他の目的は、ペン型位置指示器に
コンピュータを内蔵すると共に小型の表示装置を付設す
ることによりペン型コンピュータを実現し、携帯して使
用でき、操作性が高く、使い勝手が良好なディジタイザ
を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係るディジタイ
ザは、座標軸の方向に並べられた共振用の複数のループ
コイルを備え、複数のループコイルのそれぞれは異なる
共振周波数を有しかつ電磁気的な結合で共振動作を行う
ようにされた座標面盤と、複数のループコイルのそれぞ
れと電磁気的に結合されるアンテナコイルを含む位置指
示器と、複数のループコイルのそれぞれの共振周波数と
同一周波数の交流信号を発生し、前記アンテナコイルに
供給する信号発生手段と、複数のループコイルのいずれ
かの共振動作でアンテナコイルに誘導される交流信号を
取り出し、交流信号の状態を検出する信号検出手段と、
信号発生手段と信号検出手段の動作を制御し、信号検出
手段の出力信号によって座標面盤での指定位置の座標値
を計算する制御演算手段とを備える。
【０００８】複数のループコイルを共振周波数が異なる
少なくとも３本のループコイルから構成し、３本のルー
プコイルの各々をその順番を保持して周期的に繰り返し
巻いて座標面盤に配置することもできる。
【０００９】複数のループコイルのそれぞれは、好まし
くは、互いに異なる共振周波数を持つ複数の共振器のう
ち同一の共振周波数を有する共振器に接続される。
【００１０】座標軸は、好ましくは直交するＸ軸とＹ軸
であり、Ｘ軸とＹ軸のそれぞれの方向に前述の複数のル
ープコイルが配置される。
【００１１】複数のループコイルのそれぞれの共振周波
数と同一周波数の交流信号が逐次生成され、前述のアン
テナコイルに供給され、アンテナコイルから座標面盤に
対して電磁波として出射される。
【００１２】また複数のループコイルのそれぞれの共振
周波数と同一周波数の交流信号を同時に生成し、この交
流信号を同時にアンテナコイルに供給することもでき
る。
【００１３】前述の信号発生手段と信号検出手段と制御
演算手段をまとめて位置指示器の中に組み込み、位置指
示器の機能を高めることもできる。
【００１４】さらに、前記位置指示器の中に処理手段を
含むコンピュータを内蔵し、かつ処理手段の処理結果を
表示する表示部を備えることもできる。
【００１５】本発明に係るディジタイザの位置検出方法
は、座標軸の方向に並べられた共振用の複数のループコ
イルであって、それぞれのループコイルが互いに異なる
共振周波数を有する共振器機能を有し電磁気的な結合で
共振動作を行うようにされた複数のループコイルを有す
る座標面盤の上で、複数のループコイルのそれぞれと電
磁気的に結合されるようにされたアンテナコイルを含む
位置指示器を移動させるステップと、複数のループコイ
ルのそれぞれの共振周波数と同し周波数の交流信号をア
ンテナコイルに与えてアンテナコイルを駆動し、電磁波
を発射するステップと、電磁的結合により共振動作を起
こす複数のループコイルのいずれかによってアンテナコ
イルに誘導される交流信号を取り出すステップと、誘導
交流信号の状態を検出するステップと、検出した誘導交
流信号の状態によって座標面盤における指定位置の座標
値を計算するステップとからなる方法である。
【００１６】上記の位置検出方法は、複数のループコイ
ルのそれぞれが、互いに共振周波数が異なる複数の共振
周波数のうち同一の共振周波数を有する共振器に接続さ
れた状態で共振動作を行うようにすることもできる。
【００１７】上記の位置検出方法では、複数のループコ
イルのそれぞれの共振周波数と同一周波数の交流信号を
逐次に生成してアンテナコイルに供給し、各周波数の電
磁波を逐次に出射することが好ましい。
【００１８】また複数のループコイルのそれぞれの共振
周波数と同一周波数の交流信号を同時に生成してアンテ
ナコイルに供給することもできる。
【００１９】
【作用】本発明では、座標面盤上で位置指示器を用いて
任意の位置を指定するとき、位置指示器に内蔵されるア
ンテナコイルから座標面盤に対して周波数の異なる電磁
波を発射し、座標面盤内で座標軸方向に配置された複数
のそれぞれ共振周波数が異なるループコイルのうちもっ
とも強い電磁的結合に基づく共振作用で誘導された交流
信号を取り出し、その交流信号に基づいて座標値を求め
る。座標面盤は、座標軸方向に配置された複数のループ
コイル、または複数のループコイルのそれぞれに同じ共
振周波数を有する共振器を接続してなる構造を内蔵する
するだけであるから、受動型として構成され、内部に電
源や能動回路を不要として、構成を簡単化することがで
きる。
【００２０】座標面盤に受動型構造を採用することによ
って、位置指示器の側に座標検出部、制御部、演算部、
処理部、表示部等を内蔵させることができ、例えばペン
型位置指示器では、携帯に便利で操作性を向上したペン
型コンピュータとして構成でき、このペン型コンピュー
タと対して簡素かつ軽量な受動型座標面盤を用意するだ
けで、ディジタイザを含むコンピュータを実現できる。
【００２１】
【実施例】以下に、本発明の実施例を添付図面に基づい
て説明する。
【００２２】図１は本発明に係るディジタイザを含むコ
ンピュータシステムの全体的構成を示す。本実施例に係
るディジタイザは、ＸＹ座標入力面１１が定義された座
標面盤１２と、この座標面盤１２のＸＹ座標入力面１１
上で位置を指定するために使用されるペン型位置指示器
１３とから構成される。座標面盤１２上のＸＹ座標入力
面１１は、直交するＸ軸方向とＹ軸方向の各座標軸によ
って決まり、ＸＹ座標値で位置を指定することができる
範囲を意味する。通常、座標面盤１２上で枠線が描かれ
ることにより、ＸＹ座標入力面１１の範囲が示される。
このＸＹ座標入力面１１で、位置指示器１３で位置を指
定することにより、所定の分解能でその指定位置のｘ座
標値とｙ座標値を決めることができる。
【００２３】座標面盤１２は、筐体１４の中に複数の共
振用ループコイルを備える共振装置１５が配置され、上
面パネル１６の上に上記ＸＹ座標入力面１１が設定され
る。共振装置１５の内部には、図３に示すように、Ｘ軸
方向に複数のループコイル１７ｘが等間隔で並べて配置
され、Ｙ軸方向に複数のループコイル１７ｙが等間隔で
並べて配置される。複数のループコイル１７ｘ，１７ｙ
の数は、必要な位置分解能に応じて決定される。複数の
ループコイル１７ｘのそれぞれの開放端部は、コイルと
コンデンサを並列接続してなる共振器１８ｘに接続さ
れ、複数のループコイル１７ｙのそれぞれの開放端部
は、コイルとコンデンサを並列接続してなる共振器１８
ｙに接続される。複数のループコイル１７ｘ，１７ｙの
それぞれは、対応する共振器と接続され、後述するごと
くペン型位置指示器１３から電磁的作用を与えられ電磁
気的結合を生じることにより共振動作を行うという働き
を有する。複数の共振器１８ｘとこれらのうちいずれか
の対応するものに接続される複数のループコイル１７ｘ
は、それぞれ固有の共振周波数を有し、かつこれらの共
振周波数は互いに異なる。接続関係にあるループコイル
１７ｘと共振器１８ｘの共振周波数は等しい。同様に、
複数の共振器１８ｙとこれらのうちいずれかの対応する
ものに接続される複数のループコイル１７ｙは、それぞ
れ固有の共振周波数を有し、かつこれらの共振周波数は
互いに異なる。接続関係にあるループコイル１７ｙと共
振器１８ｙの共振周波数は等しい。
【００２４】なお、上記の複数の共振器１８ｘ，１８ｙ
は必ずしも必要でない。複数のループコイル１７ｘ，１
７ｙは、対応する共振器１８ｘ，１８ｙが存在しない状
態であっても、ループコイルそれ自体で共振器として働
かせることも可能である。また共振装置１５の下側には
シールド板が配置される。このシールド板は、座標面盤
１２が載置されるテーブル面から座標面盤１２にノイズ
が侵入し、ノイズによってループコイルに電流が誘導さ
れるのを避けるために設けられる。
【００２５】図１に示すように、ペン型位置指示器１３
はケーブル２１によって制御装置２２に接続される。
【００２６】図２に示すように、ペン型位置指示器１３
の先部には例えば筒状フェライトコア２３が配置され、
フェライトコア２３の周囲には導線が複数巻きで巻か
れ、導線の一端はスイッチ２５を経由して上記ケーブル
２１に接続され、その他端はアースされている。フェラ
イトコア２３の周囲に複数巻きされた導線はアンテナコ
イルおよびセンサコイルとしての機能を有する。以下、
当該導線をアンテナコイル２４と呼ぶ。またフェライト
コア２３の内部には芯体２６が軸方向に移動自在に配置
され、芯体２６の先端はペン型位置指示器１３の先部よ
り突出し、その後端はスイッチ（筆圧トランスジュー
サ）２５に接触した状態にある。位置を指定するため
に、ペン型位置指示器１３を座標面盤１２のＸＹ座標入
力面１１の当該指定位置に接触して押圧すると、スイッ
チ２５が例えばオン動作し、制御装置２２からケーブル
２１を介して供給される交流信号がアンテナコイル２４
に流れる。アンテナコイル２４に交流信号が流れると、
当該交流信号の周波数に対応する周波数の電磁波がアン
テナコイル２４から出射される。
【００２７】制御装置２２は、図２に示すように座標検
出部３１と、座標データを演算・生成する演算部３２
と、予め用意された応用プログラムを実行し、演算部３
２で得られたＸ座標データとＹ座標データを用いて必要
な処理を行う処理部３３と、共振周波数発生部３４と、
共振周波数発生部３４から前述の各ループコイルまたは
共振器の共振周波数の信号を順次に出力させる制御を行
う周波数制御部３５と、送信・受信切換え部３６と、送
信・受信切換え部３６の切換え動作を制御する切換信号
発生部３７とを内蔵する。演算部３２、処理部３３、周
波数制御部３５、切換信号発生部３７はマイクロコンピ
ュータによってソフト的に実現される。
【００２８】送信・受信切換部３６は、送信端子（Ｔ）
と、受信端子（Ｒ）と、ケーブル２１が接続されかつ送
信端子または受信端子のいずれかに選択的に接続される
スイッチ部を備える端子を有する。座標検出部３１は、
受信端子Ｒを通して入力される受信信号を増幅する受信
アンプ３１ａと、共振装置１５でもっとも強く共振作用
を生じた信号を検出し、当該信号の強度ｓ１と位相ｓ２
を出力する同期検出器３１ｂとからなる。共振周波数発
生部３４は、周波数制御部３５による周波数制御の信号
ｓ３に基づいて複数のループコイル１７ｘ，１７ｙのそ
れぞれの固有の共振周波数を有する信号ｓ４を順次に出
力する周波数シンセサイザ３４ａと、周波数シンセサイ
ザ３４ａの出力信号ｓ４を増幅し、送信・受信切換器３
６の送信端子Ｔに供給する送信アンプ３４ｂとからな
る。信号ｓ４は、基準キャリアとして同期検出器３１ｂ
部にも供給される。送信・受信切換部３６におけるスイ
ッチ部の切換動作のタイミングは、切換信号発生部３７
から与えられる切換信号ｓ５によって決定される。
【００２９】制御装置２２の処理部３３から出力される
データは、例えばケーブル４１を通して表示装置４２に
供給され、表示装置４２の表示画面４２ａには、処理部
３３で実行された応用プログラムに基づく処理結果が表
示される。
【００３０】図１〜図３およびフローチャートを示す図
４を参照して、本実施例に係るディジタイザによる位置
情報入力動作すなわち位置検出方法を説明する。
【００３１】オペレータがペン型位置指示器１３を把持
し、ペン型位置指示器１３によって座標面盤１２の上面
に示されたＸＹ座標入力面１１のいずれかの位置を指定
する場合には、ペン型位置指示器１３の芯体２６の先端
をＸＹ座標入力面１１の当該位置に接触させ押圧する。
この押圧操作で、ペン型位置指示器１３の芯体２６が後
退し、スイッチ２５をオン動作させる。この場合に、送
信・受信切換部３６が送信端子Ｔ側に接続されていると
きには、制御装置２２の共振周波数発生部３４から供給
される交流信号がスイッチ２５を経由してアンテナコイ
ル２４に供給され、アンテナコイル２４から座標面盤１
２のＸＹ座標入力面１１に対して電磁波が発射される。
また送信・受信切換部３６が受信端子Ｒ側に接続されて
いるときには、アンテナコイル２４から発射された電磁
波によって共振装置１５内に配置される複数のループコ
イル１７ｘ，１７ｙのうち電磁波の周波数と等しい共振
周波数のループコイルとの間で電磁的結合が生じ、この
電磁的結合によって共振作用が生じたループコイル１７
ｘ，１７ｙの当該共振作用に感応してアンテナコイル２
４で誘導される交流信号が、スイッチ２５を経由して座
標検出部３１に供給される。座標検出部３１では、アン
テナコイル２４から供給された交流信号のうち、アンテ
ナコイル２４へ供給された交流信号と同期する交流信号
の信号強度と位相差を検出し、演算部３２に出力する。
演算部３２は、交流信号の信号強度等のデータを利用し
てペン型位置指示器１３で指定された場所の座標データ
を求める。
【００３２】制御装置２２の共振周波数発生部３４は、
周波数制御部３５の制御に基づいて、複数のループコイ
ル１７ｘ，１７ｙの各共振周波数に対応する周波数を有
する信号を順次に出力し、ペン型位置指示器１３のアン
テナコイル２４に供給する。ここで、仮にループアンテ
ナ１７ｘの個数とループアンテナ１７ｙの個数の合計が
Ｎ個であるとし、各々のループアンテナの共振周波数が
ｆi （ｉ＝０〜Ｎ−１：ｆ0 〜ｆN-1 ）であるとする。
この場合には、共振周波数発生部３４は、周波数制御部
３５からの制御信号ｓ３によって周波数ｆ0 〜ｆN-1 の
交流信号を順次に発生し、送信・受信切換部３６を経由
してペン型位置指示器１３のアンテナコイル２４に供給
する。詳しく述べると、周波数ｆi の交流信号を出力す
るたびに、切換信号発生部３７からの切換信号ｓ５によ
ってまず送信・受信切換部３６を送信側に接続し、周波
数ｆi の交流信号をスイッチ２５（指定操作でオン状態
である）を経由してアンテナコイル２４に供給し、周波
数ｆi の電磁波をアンテナコイル２４から発射させ、次
に切換信号ｓ５によってまず送信・受信切換部３６を受
信側に接続し、周波数ｆi の電磁波との共振作用の結果
得られる誘導交流信号をスイッチ２５（指定操作でオン
状態である）を経由して座標検出部３１に取り込む。
【００３３】上記の位置情報入力動作を、図４のフロー
チャートを参照して詳しく説明する。共振周波数発生部
３４は周波数制御部３５から与えられる制御信号ｓ３に
よって、周波数シンセサイザ３４ａから共振周波数ｆi
（ｉ＝０〜Ｎ−１）の信号がｆ0 ，…，ｆi ，…，ｆ
N-1 の順序でそれぞれ一定時間出力される。すなわち、
ステップＳ１１でｉを０にセットし、ｉがＮよりも大き
いか否かを判定し（ステップＳ１２）、Ｎよりも小さい
場合には、周波数シンセサイザ３４ａの出力信号の周波
数をｆi に設定する（ステップＳ１３）。この場合、ｉ
＝０であるから、ｆi はｆ0 である。周波数ｆ0 の信号
は、送信・受信切換部３６の接続関係が切換信号発生部
３７から出力される切換信号ｓ５によって送信端子
（Ｔ）に接続されることにより、送信・受信切換部３
６、ケーブル２１を通してアンテナコイル２４の方へ供
給される。ペン型位置指示器１３でペンダウン操作が行
われてスイッチ２５がオンしているとき、アンテナコイ
ル２４は周波数ｆ0 の交流信号によって一定時間駆動さ
れ、周波数ｆ0 の電磁波を発射する（ステップＳ１
４）。
【００３４】ペン型位置指示器１３のアンテナコイル２
４から発射された周波数ｆ0 の電磁波は、座標面盤１２
の共振装置１５に対して電磁気的な作用を与える。座標
面盤１２のＸＹ座標入力面１１上で、ペン型位置指示器
１３によって指定された場所にもっとも近い位置に配置
されたループコイル１７ｘ，１７ｙの共振周波数との関
係で、アンテナコイル２４とループコイルの間で電磁気
的な結合が生じ、当該ループコイルで共振作用が生じ、
この共振作用がアンテナコイル２４上で交流信号を誘導
する。誘導される交流信号の信号強度Ｓｉは、電磁気的
結合の強度すなわち共振作用の強弱に依存して決まる。
発射される電磁波の周波数と、近くにあるループコイル
の共振周波数が一致するほど強い交流信号が誘導され
る。次のステップＳ１５では、送信・受信切換部３６の
接続関係が切換信号発生部３７から出力される切換信号
ｓ５によって受信端子（Ｔ）に接続されることにより、
アンテナコイル２４で誘導された交流信号の信号強度Ｓ
ｉが、スイッチ２５、ケーブル２１、送信・受信切換部
３６を経由して座標検出部３１に入力される。
【００３５】周波数ｆ0 の交流信号についてステップＳ
１２〜Ｓ１５が終了すると、ステップＳ１６でｉを１だ
け増加して再びステップＳ１２〜Ｓ１５を繰り返し、さ
らに周波数がｆN-1 になるまで、上記の処理動作を継続
する。
【００３６】ペン型位置指示器１３がＸＹ座標入力面１
１のいずれかの箇所を指定している間、周波数ｆ0 ，
…，ｆN-1 の各交流信号が共振周波数発生部３４からペ
ン型位置指示器１３のアンテナコイル２４に例えば少な
くとも１回供給され、各交流信号が供給されるたびに、
送信・受信切換部３６を切り換えて前述の複数のループ
コイル１７ｘ，１７ｙとの電磁気的結合作用に基づいて
アンテナコイル２４に誘導された交流信号の信号強度Ｓ
0 〜ＳN-1 を座標検出部３１に入力する。座標検出部３
１の同期検出器３１ｂでは、周波数シンセサイザ３４ａ
から送られる信号ｓ４を基準キャリアとして利用して、
アンテナコイル２４に供給された交流信号に対応して上
記電磁気的結合に基づき生じる誘導交流信号を、アンテ
ナコイル２４からその都度取り出し、その信号強度（Ｓ
ｉ）に関する信号ｓ１と位相に関する信号ｓ２を演算部
３２に出力する。
【００３７】演算部３２では、同期検出器３１ｂから送
られる信号強度Ｓｉの信号ｓ１を記憶し、これらの信号
強度Ｓｉ（ｉ＝０〜Ｎ−１）の分布におけるピーク値を
補間法で求め、当該ピーク値の信号の周波数に対応する
共振周波数を有するループコイルの位置データを利用し
てｘ座標値とｙ座標値をそれぞれ求める（ステップＳ１
７）。求められたｘ座標値とｙ座標値は、処理部３３に
出力され（ステップＳ１８）、処理部３３で実行される
応用プログラムで必要な座標値データとして使用され
る。
【００３８】上記のｘ座標値とｙ座標値の算出におい
て、信号強度のピーク値の代わりに信号の位相を利用す
ることもできる。信号の位相を利用する場合には、位相
差がもっとも小さい周波数の信号に対応する共振周波数
を有するループコイルの位置データが使用される。
【００３９】なお、ペン型位置指示器１３による指定位
置の座標値が得られたならば、その後は、ペン型位置指
示器１３で指定される箇所の近辺のループコイル１７
ｘ，１７ｙの共振周波数に対応する周波数の交流信号を
アンテナコイル２４に供給するだけで、位置データを求
めるように位置スキャニング処理を変更することもでき
る。
【００４０】上記実施例によれば、座標面盤１２をいわ
ゆる受動タイプの構造で形成したため、座標面盤１２で
電源や能動回路部が不要となり、構成を簡単にして軽量
に作製することができる。
【００４１】また前記実施例では、異なる周波数ｆ0 〜
ｆN-1 の交流信号を順次にアンテナコイル２４に対して
供給してアンテナコイルを駆動し電磁波を発射させるよ
うにしたが、周波数ｆ0 〜ｆN-1 の交流信号を同時にア
ンテナコイル２４に供給してアンテナコイルを駆動し周
波数の異なる周波数の電磁波を同時に発射させるように
することもできる。この場合には、周波数の異なる誘導
交流信号を同時に座標検出部３１に入力し、その中から
例えば振幅がもっとも大きな交流信号の情報を利用して
座標値を求める。
【００４２】次に、本発明に係るディジタイザを含むコ
ンピュータシステムの他の実施例を図５と図６を参照し
て説明する。この実施例では、前述のペン型位置指示器
１３の機能をさらに拡大してペン型コンピュータ５１と
し、前記制御装置２２と表示装置４２の機能部分を内蔵
するようにした。ペン型コンピュータ５１の先部には、
フェライトコア２３、芯体２６、スイッチ２５、アンテ
ナコイル２４が設けられる。これらの構造は、図２で説
明したペン型位置指示器１３の先部構造と同じである。
またペン型コンピュータ５１には座標検出制御部５２と
コンピュータ５３が内蔵され、その後端にはＬＣＤ表示
装置５４が設けられる。座標検出制御部５２は、前述の
送信・受信切換部３６、座標検出部３１、共振周波数発
生部３４、周波数制御部３５、切換信号発生部３７によ
って構成される。コンピュータ５３は、前述の演算部３
２と処理部３３の機能部分を含む。ＬＣＤ表示装置５４
は、図１で示した表示装置４２と同様な表示機能を有す
る。なお座標面盤１２の構成は、図１で示されたものと
同じである。
【００４３】図５と図６で示されたディジタイザによれ
ば、座標面盤１２を受動タイプの構造を採用したため、
ペン型位置指示器の側に座標検出制御部５２とコンピュ
ータ５３とＬＣＤ表示装置５３等の必要な構成のすべて
を備えてペン型コンピュータ５１として構成し、インテ
リジェント機能をもたせることができる。これにより、
ディジタイザをコンパクトに形成することができ、操作
性を向上できる。
【００４４】本発明の上記実施例は、次のように変形す
ることができる。
【００４５】図７に示すように、前述の複数のループコ
イルについて、共振周波数が互いに異なる例えば３つの
ループコイル６１，６２，６３を１つのグループ（組）
６４としてＸ座標軸方向に順番に並べ、それを周期的に
繰り返して多数配置する。そして各グループの共振周波
数が等しいループコイル同士を直列的に接続し、その端
部に同じ共振周波数を有する共振器６５を接続する。図
示例では、３つのグループしか示されていないが、実際
には座標入力面の広さに対応して必要な数だけのグルー
プ６４が設けられる。Ｙ座標軸方向へも、Ｘ軸と同様に
ループコイルおよび共振器を配置する。ただし、各々の
共振器はＸ軸のものとは異なる共振周波数を持つものと
する。この構成によれば、図８に示すマウス型位置指示
器を使用することによって、相対的な座標として位置指
示器で指摘される座標面盤上の位置の座標値を求めるこ
とが可能である。共振器の個数を減らすことができるの
で、構成が簡易となる。
【００４６】位置指示器としては、ペン型位置指示器１
３の代わりに、図８に示すようなマウス型位置指示器７
１を使用することができる。このマウス型位置指示器７
１は、前述した相対的座標値を求めるように構成される
座標面盤で使用することが望ましい。マウス型位置指示
器７１はケーブル７２によってコンピュータと接続され
る。マウス型位置指示器７１の内部にはアンテナコイル
７３と、アンテナコイル７３への交流電流の供給および
アンテナコイル７３で誘導された交流電流の取り出しを
行うためのスイッチ７４と、このスイッチ７４を操作す
るためのボタン７５と、アンテナコイル７３に交流信号
を供給し、アンテナコイル７３から誘導交流信号を入力
して座標値を生成する座標検出制御部７６を設けてい
る。座標検出制御部７６は、前述の送信・受信切換部３
６、座標検出部３１、共振周波数発生部３４、周波数制
御部３５、切換信号発生部３７を含む。マウス型位置指
示器７１の機能はペン型位置指示器１３の機能とほぼ同
じであり、ペンダウン操作の代わりにボタン７５の操作
を行う。また相対的座標値を求める形式で構成されるも
のでは、座標検出制御部７６で、指摘位置の変化を見な
がら相対的座標値が求められる。
【００４７】図９は座標面盤の変形実施例を示し、実用
性の観点からもっとも望ましい構成例を示す。位置指示
器側の構成は、図５および図６で説明したペン型コンピ
ュータ５１である。この実施例による座標面盤は、ノー
ト８１の表紙８２を利用して設けられる。ノート８１の
表紙８２に例えば図３で示した構造を有する座標面盤１
５が組み込まれる。なお８３はノート８１の紙葉部分で
ある。またこの座標面盤には、ノート８１の裏表紙を利
用してシールド板８４が設けられる。このシールド板８
４は、表紙８２に設けた座標面盤に対して適当な距離だ
け離されて配置され、外部ノイズによる誘導電流の発生
を防いでいる。なお座標面盤は、ノートの代わりに、本
や手帳、ブックカバー等に組み込むこともできる。
【００４８】また位置指示器の内部にバーコードリーダ
やＯＣＲ（オプティカルコードリーダ）などを設けるよ
うに構成することもできる。
【００４９】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように本発明によ
れば、座標面盤には座標値の決定に寄与する共振器作用
を有する複数のループコイル、または共振器が接続され
た複数のループコイルを座標軸方向に配置することによ
り、座標面盤を受動型として構成したため、座標面盤内
に電源や能動回路部を設ける必要がなくなり、座標面盤
の構成が簡易となり、座標面盤を軽量化でき、ディジタ
イザの全体の製作コストを安価にできる。また位置指示
器に制御部、座標検出部、座標値演算部、応用プログラ
ムを持つ処理部を内蔵させることができ、位置指示器を
インテリジェント機器として構成することができる。
【００５０】また座標データを生成するために必要な制
御、座標検出、座標値演算等の処理をすべて位置指示器
側で行えることから、位置指示器と座標面盤との間での
通信が不要となって信頼性が向上し、通信手段を設ける
必要がないために経済性も向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るディジタイザを備えるコンピュー
タシステムの構成を示す図である。
【図２】ペン型位置指示器の内部構成と制御装置の内部
構成を示す図である。
【図３】座標面盤のループコイルの配列状態を示す図で
ある。
【図４】位置情報入力動作を説明するためのフローチャ
ートである。
【図５】本発明に係るディジタイザを含むコンピュータ
の他の実施例を示す外観斜視図である。
【図６】図５に示したペン型コンピュータの内部構成を
示す図である。
【図７】ループコイルの他の実施例を示す図である。
【図８】マウス型位置指示器の内部構成を示す図であ
る。
【図９】ペン型コンピュータと組み合わせられる座標面
盤の他の実施例を示す外観斜視図である。
【符号の説明】
１１ ＸＹ座標入力面 １２ 座標面盤 １３ ペン型位置指示器 １５ 共振装置 １６ 上面パネル １７ｘ，１７ｙ ループコイル １８ｘ，１８ｙ 共振器 ２１，４１ ケーブル ２２ 制御装置 ２４ アンテナコイル ２５ スイッチ ２６ 芯体 ４２ 表示装置 ４２ａ 表示画面 ５１ ペン型コンピュータ ５２ 座標検出制御部 ５３ コンピュータ ５４ ＬＣＤ表示装置 ７１ マウス型位置指示器 ８１ ノート

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 座標軸の方向に並べられた共振用の複数
    のループコイルを備え、前記複数のループコイルのそれ
    ぞれは異なる共振周波数を有しかつ電磁気的な結合で共
    振動作を行うようにされた座標面盤と、 前記複数のループコイルのそれぞれと電磁気的に結合さ
    れるアンテナコイルを含む位置指示器と、 前記複数のループコイルのそれぞれの共振周波数と同一
    周波数の交流信号を発生し、前記アンテナコイルに供給
    する信号発生手段と、 前記複数のループコイルのいずれかの共振動作で前記ア
    ンテナコイルに誘導される交流信号を取り出し、この交
    流信号の状態を検出する信号検出手段と、 前記信号発生手段と前記信号検出手段の動作を制御し、
    前記信号検出手段の出力信号によって前記座標面盤での
    指定位置の座標値を計算する制御演算手段と、 を備えることを特徴とするディジタイザ。
  2. 【請求項２】 前記複数のループコイルは共振周波数が
    異なる少なくとも３本のループコイルからなり、各ルー
    プコイルを周期的に配置することを特徴とする請求項１
    記載のディジタイザ。
  3. 【請求項３】 前記複数のループコイルのそれぞれは、
    互いに異なる共振周波数を持つ複数の共振器のうち同一
    の共振周波数を有する共振器に接続されることを特徴と
    する請求項１または２記載のディジタイザ。
  4. 【請求項４】 前記座標軸は直交するＸ軸とＹ軸であ
    り、Ｘ軸とＹ軸のそれぞれの方向に前記複数のループコ
    イルが配置されることを特徴とする請求項１〜３のいず
    れか１項に記載のディジタイザ。
  5. 【請求項５】 前記複数のループコイルのそれぞれの共
    振周波数と同一周波数の前記交流信号は、逐次に生成さ
    れて前記アンテナコイルに供給されることを特徴とする
    請求項１〜４のいずれか１項に記載のディジタイザ。
  6. 【請求項６】 前記複数のループコイルのそれぞれの共
    振周波数と同一周波数の前記交流信号は、同時に生成さ
    れて前記アンテナコイルに供給されることを特徴とする
    請求項１〜４のいずれか１項に記載のディジタイザ。
  7. 【請求項７】 前記信号発生手段と前記信号検出手段と
    前記制御演算手段は、前記位置指示器の中に設けられる
    ことを特徴とする請求項１記載のディジタイザ。
  8. 【請求項８】 前記位置指示器は、処理手段を含むコン
    ピュータを内蔵し、かつ処理結果を表示する表示部を備
    えることを特徴とする請求項７記載のディジタイザ。
  9. 【請求項９】 座標軸の方向に並べられた共振用の複数
    のループコイルであって、それぞれ異なる共振周波数を
    有する共振器機能を有し電磁気的な結合で共振動作を行
    うようにされた前記複数のループコイルを有する座標面
    盤の上で、前記複数のループコイルのそれぞれと電磁気
    的に結合されるアンテナコイルを含む位置指示器を移動
    させ、 前記複数のループコイルのそれぞれの共振周波数と同一
    周波数の交流信号を前記アンテナコイルに与えて前記ア
    ンテナコイルを駆動し、 前記電磁的結合により共振動作を起こす前記複数のルー
    プコイルのいずれかによって前記アンテナコイルに誘導
    される交流信号を取り出し、 誘導された前記交流信号の状態を検出し、 検出した前記交流信号の状態によって前記座標面盤にお
    ける指定位置の座標値を計算する、 ことを特徴とする位置検出方法。
  10. 【請求項１０】 前記複数のループコイルのそれぞれ
    は、互いに共振周波数が異なる複数の共振周波数のうち
    同一の共振周波数を有する共振器に接続された状態で前
    記共振動作を行うことを特徴とする請求項９記載の位置
    検出方法。
  11. 【請求項１１】 前記複数のループコイルのそれぞれの
    共振周波数と同一周波数の前記交流信号は、逐次に生成
    されて前記アンテナコイルに供給されることを特徴とす
    る請求項９または１０記載の位置検出方法。
  12. 【請求項１２】 前記複数のループコイルのそれぞれの
    共振周波数と同一周波数の前記交流信号は、同時に生成
    されて前記アンテナコイルに供給されることを特徴とす
    る請求項９または１０記載の位置検出方法。
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