JP3015276B2 - 座標入力装置のセンサコイル走査方法 - Google Patents

座標入力装置のセンサコイル走査方法

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JP3015276B2 JP11016995A JP11016995A JP3015276B2 JP 3015276 B2 JP3015276 B2 JP 3015276B2 JP 11016995 A JP11016995 A JP 11016995A JP 11016995 A JP11016995 A JP 11016995A JP 3015276 B2 JP3015276 B2 JP 3015276B2
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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、デジタイザまたはタブ
レットと呼ばれる座標入力装置における位置検出方法に
関し、特にそのセンサ面上のセンサコイルの走査方法に
関する。
【0002】座標入力装置における位置検出方式は、種
々のものが知られている。一例として電磁授受方式を説
明する。電磁授受方式は、位置指示器をコードレスとす
ることができるという特徴がある。図10は、その基本
的動作を説明するための概略構成図である。この方式に
おける座標入力装置は、多数のセンサコイルを位置検出
方向に並設した位置検出面(センサ面)と、コイルまた
は共振回路を内蔵したスタイラスペンまたはカーソル等
の位置指示器とから構成される。
【0003】通常は、XとYの2方向について座標検出
を行うため、一対のセンサ面を直交させてX方向とY方
向に設けている。位置検出においては、センサコイル
と、位置指示器に内蔵されたコイルまたは共振回路との
間の電磁相互作用を利用する。
【0004】次に図10を用いて、位置検出プロセスに
おいて各センサコイルに対して実行される検出動作を説
明する。先ず、選択されたセンサコイルに対して送信回
路から高周波信号を与えることにより、そのセンサコイ
ルから電磁波が発生される。すると、(位置指示器がこ
のセンサコイル上に位置する場合)位置指示器内の共振
回路等がこの電磁波により共振する。次にセンサコイル
からの電磁波の送信を止めると、位置指示器の共振回路
等から応答電磁波が発生する。この応答電磁波をセンサ
コイルにて受信する。センサコイルにて受信された信号
は、受信回路を介して信号処理部へ渡されてその振幅や
位相を解析される。
【0005】上記の一センサコイルについての送受信動
作を、センサ面上の多数のセンサコイルを順次切り替え
ながら各センサコイルに対して同様に繰り返す。このよ
うに多数のセンサコイルを順次切り替えていく操作を
「走査(スキャン)」と称する。座標入力装置には、多
数のセンサコイルを走査するためにマルチプレクサ等か
ら構成されるセンサコイル切替部が設置されている。セ
ンサコイル切替部の切替動作や送受信動作は、座標入力
装置の信号制御部(図示せず)によって制御される。
【0006】位置指示器の位置情報が全く得られていな
い状態から、位置指示器の正確な座標を算出するまでの
位置検出プロセスは、先ず、センサ面上の全てのセンサ
コイルを走査する「粗い検出プロセス」から開始され
る。この粗い検出プロセスにおいては、各センサコイル
からの受信信号に基づいてセンサ面上の受信信号分布が
得られる。位置指示器が、センサ面上の検出保証高さ以
下に存在する場合、その受信信号分布は、位置指示器に
最も近いセンサコイルをほぼ中心として信号強度のピー
クを呈するはずである。こうして、位置指示器の概略的
な位置が判断できる。次に、位置検出プロセスは「精細
な検出プロセス」へ移行する。精細な検出プロセスにお
いては、粗い検出プロセスから導出された受信信号強度
の最も強いセンサコイル及びその近隣の数本のセンサコ
イルのみを用いて上記の送受信動作を繰り返す。そし
て、再び信号強度のピーク特性が得られれば位置指示器
が存在することが確認される。さらにこの精細な検出プ
ロセスで得られた各信号データに基づいて補間を含む演
算を行い、位置指示器の座標を正確に決定する。より正
確なデータを得るために、精細検出プロセスにおいては
走査を数回繰り返す場合もある。この電磁授受方式の詳
細については特公平2−53805号を参照されたい。
【0007】また、他の位置検出方式としては、センサ
面側から電磁波を送信し、これを位置指示器にて受信す
る方式、あるいはその逆に位置指示器から電磁波を送信
し、これをセンサ面側にて受信する単純な電磁作用方式
もある。あるいは、x軸方向のセンサコイルから送信
し、y軸方向のセンサコイルにて受信する交差型検出方
式がある。他には、特開平第5−241722号に開示
された自己発振型検出方式がある。自己発振型検出方式
では、例えば、互いに電磁的に結合しないx軸方向のセ
ンサコイルとy軸方向のセンサコイルとが、位置指示器
の共振回路と各々電磁結合することにより双方のセンサ
コイルに接続された増幅器の正帰還ループを形成するよ
うに配置されている。従って、位置指示器と双方のセン
サコイルとが電磁結合すると増幅器の自己発振が生じる
ので、その発振信号を位置検出に利用している。
【0008】各位置検出方式の検出プロセスの詳細はそ
れぞれ異なり、また1つの検出方式の中でもその実施態
様によって細部は異なっているであろう。しかしながら
一般的に、前述のいわゆる粗い検出プロセスについて
は、いずれの検出方式においても必要となる。すなわ
ち、位置指示器の位置情報が全く得られていない状態か
ら、位置指示器のセンサ面上での概略的位置を認知する
までの検出プロセスである。この粗い検出プロセスにお
いては、通常、センサ面上の全てのセンサコイルが走査
される。この走査においては、一般的に、それぞれの軸
について一方の端から他方の端までが順次走査される。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】このように多数のセン
サコイルを走査する、すなわち順次切り替えて検出動作
を実行する方式では、センサ面上を一通り検出するため
に所定の時間がかかる。特に大型の装置となるほどセン
サコイルの数が多くなるため、粗い検出プロセスに要す
る時間はより長くなる。従って、走査時間が増大する
と、高速な位置検出動作が損なわれることになる。
【0010】図11を参照して、問題となる場合の一例
を挙げる。図11は、コードレスのスタイラスペン型位
置指示器50と、多数のセンサコイル52を設けたセン
サ面54(簡潔にするために一軸についてのみ示す)と
から構成される座標入力装置の概略構成図である。セン
サ面とはタブレット上の有効な入力領域を指す。検出
は、センサコイル52と位置指示器50との電磁相互作
用によるので、位置指示器50を検出できる高さには限
界がある。以降、位置指示器50を確実に検出できるセ
ンサ面54からの高さを「検出保証高さ」と称する。通
常、数センチ程度である。位置指示器50が符号100
または110の矢印で示すように、数十センチの高さか
らセンサ面54に対して高速で上下したとする。このと
き、位置指示器50は、検出保証高さよりも高い位置か
ら下降して検出保証高さ範囲内に入り、そしてセンサ面
54上をペン先で押圧し(符号50′の破線で示す位置
指示器)、その後再び検出保証高さ範囲外へ上昇する。
このような操作は、センサ面54上の所望の点をポイン
ティングする(位置を指示する)場合に行われる。もし
このとき、位置指示器50が検出保証高さ範囲内に存在
する時間が、センサ面54を一通り走査する時間よりも
短ければ、位置指示器50が検出されないすなわち見落
とされてしまう可能性が大きい。また仮に、粗い検出プ
ロセスにより位置指示器50の概略位置が検出されたと
しても、その後に続くべき精細な検出プロセスを実行す
るための時間は確保できない可能性もある。
【0011】また、別の例として、位置指示器50が検
出保証高さ範囲内にある場合であっても、符号120の
矢印群で示すように近接した数点を順次ポインティング
して行くような操作を行う場合にも、位置指示器50を
検出できない可能性がある。このような操作は、例え
ば、グラフィック等で点描を描くときに行われる。この
場合、ポインティングされる各点同士が近接しているた
めに、各点間を位置指示器50が移動する時間が、セン
サ面54の走査時間よりも短くなる可能性がある。その
結果、点描の、一点一点の位置を正確に検出することが
できなくなる。上記の例は、特に大型のデジタイザにお
いて発生する可能性が大きい。一般的に大型のデジタイ
ザとは、例えば、センサ面の大きさが、日本工業規格A
列2番(A2版)から同A列0番(A0版)程度のもの
を云う。このような大きさのセンサ面を一端から他端ま
で走査する時間は、数分の1秒の単位となることがあり
得る。数分の1秒の単位は、ユーザすなわち人間の行う
高速な操作に要する時間の単位と同等である。
【0012】以上述べたことから、本発明の目的は、座
標入力装置で用いる位置検出プロセスにおいて、センサ
面全体の走査を高速に実行できるセンサコイル走査方法
を提供することによって、位置指示器の検出に要する時
間を短縮することである。さらに、本発明の目的は、位
置指示器の検出に要する時間を短縮することによって、
位置指示器の座標を確実に検出することである。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、以下のとおり、座標入力装置において位置
指示器の座標算出のための検出信号を得るべく、センサ
面上のセンサコイルを順次選択するためのセンサコイル
走査方法を提供する。すなわち、本発明によるセンサコ
イル走査方法は、所定の数のセンサコイルを飛び越しな
がら多数のセンサコイルのうち一定の間隔毎に位置する
センサコイルを走査することを特徴とする。さらに、好
適例では、飛び越し走査の一段階を、前記位置指示器に
よる検出信号が検出されるまで繰り返し、かつ各飛び越
し走査段階においてそれぞれ異なるセンサコイル群を走
査することを特徴とする。飛び越されるセンサコイルの
数は、例えば、1乃至3である。
【0014】本発明の一実施例では、上記のセンサコイ
ルの飛び越し走査方法をいわゆる電磁授受型の位置検出
プロセスを用いる座標入力装置に適用し、その送信及び
受信の際にセンサコイルの飛び越し走査を行う。
【0015】本発明の一実施例では、上記のセンサコイ
ルの飛び越し走査方法を、送信と受信とを別々のセンサ
コイルにより行う位置検出プロセスを用いる座標入力装
置に適用し、その送信及び受信の双方またはいずれかに
おいてセンサコイルの飛び越し走査を行う。例えば、い
わゆる交差型の座標入力装置がある。
【0016】本発明の一実施例では、上記のセンサコイ
ルの飛び越し走査方法を、いわゆる自己発振型の位置検
出プロセスを用いる座標入力装置に適用し、増幅器の入
力側及び出力側に接続されるセンサコイルの選択におい
て、入力側及び出力側の双方またはいずれかにおいてセ
ンサコイルの飛び越し走査を行う。
【0017】
【作用】本発明によるセンサコイル走査方法は、飛び越
し走査を行うので、一方向について全センサ面を一端か
ら他端まで一通り走査する一走査段階のために要する時
間が短縮される。このような走査方法は、位置検出プロ
セスの中で、位置指示器の概略的位置を認知するための
粗い検出プロセスにおいて効果的である。もし、飛び越
し走査によって位置指示器が検出されなければ、未だ走
査されていない別のセンサコイル群に対して同様の飛び
越し走査を行う。このように飛び越し走査段階を繰り返
すと、結果的に全てのセンサコイルを走査してしまう場
合もあるが、確率的には、全てのセンサコイルを走査す
る前に位置指示器の概略的位置が認知される場合があり
得る。その場合には、それ以上のセンサコイル走査は行
わないで、次のステップである精細な位置検出プロセス
へと移行する。このようにして、位置指示器の概略的位
置を認知するために必要なセンサコイル走査時間が短縮
される。
【0018】本発明によるセンサコイル走査方法は、位
置指示器の検出に要する時間を統計的に短縮する作用が
ある。
【0019】さらに、本発明によるセンサコイル走査方
法は、飛び越し走査において等間隔に位置するセンサコ
イルを走査するので、全センサ面に対して均一な検出保
証高さが確保される。このことは、センサ面上において
位置指示器の検出される確率が場所によってばらつかな
いことを意味する。
【0020】
【実施例】以下に、本発明を図面を参照して説明する。
【0021】図1は、座標入力装置における本発明によ
るセンサコイル走査方法の一実施例を示すために描いた
センサ面54の概略構成図である。簡単とするために、
一軸についてのセンサ面のみとし、センサコイルの数も
省略している。図1では、1本のセンサコイルを2重線
の実線または破線によって示す。図示の例ではセンサコ
イル同士は重なっていないが、重なっている場合も含む
ものとする。
【0022】本発明によるセンサコイル走査方法の一実
施例によれば、粗い検出プロセスにおいて、先ず、セン
サ面54の一方の端から他方の端までセンサコイルを1
つずつ飛び越しながらセンサコイルを走査する。すなわ
ち、実線で示されたセンサコイル11、12、13、1
4、・・・、18、19を走査する。通常、センサ面上
のセンサコイルは等間隔に配置されているので、これら
の飛び越し走査されるセンサコイルもまた、一定の間隔
毎に位置する。これを「第1次走査」と称する。第1次
走査によって得られた受信信号分布が、位置指示器の存
在を示す信号強度のピークを呈したならば、直ちに精細
な検出プロセスへ移行し、そのピークを呈したセンサコ
イルを中心として通常の精細な検出プロセスを実行す
る。この第1次走査にかかる時間は、全てのセンサコイ
ルを走査するためにかかる時間の2分の1で済む。
【0023】第1次走査によって得られた受信信号分布
が、信号強度のピークを呈さない場合は、第1次走査に
おいて走査されなかったセンサコイルを順次走査する。
すなわち、図1に破線で示されたセンサコイル21、2
2、23、24、・・・28、29を走査する。これを
「第2次走査」と称する。第2次走査によって得られた
受信信号分布が、位置指示器の存在を示す信号強度のピ
ークを呈したならば、直ちに精細な検出プロセスへ移行
し、そのピークを呈したセンサコイルを中心として通常
の精細な検出プロセスを実行する。この第2次走査を行
った場合には、第1次走査を合わせて、結局全センサコ
イルを走査したことになり、全走査時間は、従来の走査
方法と同じになる。
【0024】図1の実施例では、上記のように、全セン
サコイルの走査を2段階に分けて行う。各段階における
走査方法は1つのセンサコイルを飛び越しながら走査す
る方法であり、従来よりも粗い走査を行うことになる。
しかしながら、もしセンサコイルが第1次走査で検出さ
れた場合には、第二次走査は不要となり省略することが
できる。その確率は2分の1である。従って、座標入力
装置が位置検出動作を継続的に実行することにより図1
の実施例のような走査方法が何回も繰り返されると、結
果的にそのセンサコイル走査に要する時間は短縮される
こととなる。統計的にみれば、粗い検出プロセスにおけ
るセンサコイル走査時間は、従来を1とすれば、図1の
実施例では0.75に短縮されるであろう。
【0025】図2は、本発明によるセンサコイル走査方
法の別の実施例を示した図1と同様のセンサ面の概略構
成図である。この実施例では、粗い検出プロセスにおい
て、先ず、センサ面の一方の端から他方の端まで3つの
センサコイルを飛び越しながら走査する。すなわち、実
線で示されたセンサコイル11、12、13、14、・
・・、19を走査する。これを図1の実施例と同じく
「第1次走査」と称する。第1次走査によって得られた
受信信号分布が、位置指示器の存在を示す信号強度のピ
ークを呈したならば、直ちに精細な検出プロセスへ移行
し、そのピークを呈したセンサコイルを中心として通常
の精細な検出プロセスを実行する。この第1次走査にか
かる時間は、全てのセンサコイルを走査するためにかか
る時間の4分の1で済む。
【0026】図2の実施例において第1次走査で位置指
示器が検出されない場合は、第1次走査を行ったセンサ
コイルの間に配置された走査されなかったセンサコイル
のうち、中央に位置するセンサコイルを一端から他端ま
で走査する。すなわち、図2の破線で描かれたセンサコ
イル21、22、・・・、29である。この走査を、図
1の実施例を同じく「第2次走査」と称する。第2次走
査により位置指示器が検出された場合には、同様に直ち
に精細な検出プロセスへ移行する。この場合、第1次と
第2次の計2回のセンサコイルの走査にかかる時間は、
全センサコイルを走査するためにかかる時間の2分の1
である。
【0027】第2次走査によっても位置指示器が検出さ
れない場合は、さらに先の2回の走査で走査されなかっ
たセンサコイルを同じく3つ飛ばしで走査する。すなわ
ち、センサコイル31、32、・・・、39である。こ
の走査を「第3次走査」と称する。第3次走査により位
置指示器が検出された場合には、同様に直ちに精細な検
出プロセスへ移行する。この場合、第1次から第3次ま
での計3回のセンサコイルの走査にかかる時間は、全セ
ンサコイルを走査するためにかかる時間の4分の3であ
る。
【0028】第3次走査によっても位置指示器が検出さ
れない場合は、さらに先の3回の走査で走査されなかっ
たセンサコイルを同じく3つ飛ばしで走査する。すなわ
ち、センサコイル41、42、・・・、49である。こ
の走査を「第4次走査」と称する。位置指示器が検出保
証高さ範囲内にあるときは、第4次走査まで実行すれば
必ず位置指示器は検出されるはずである。第4次走査ま
で行った場合には、結局全センサコイルを走査したこと
になり、全走査時間は、従来の走査方法と同じになる。
【0029】図2の実施例においても、座標入力装置が
位置検出動作を継続的に実行することにより、結果的に
そのセンサコイル走査に要する時間は短縮されることと
なる。統計的にみれば、図2の実施例では、粗い検出プ
ロセスにおけるセンサコイル走査時間は、従来を1とす
れば0.625に短縮されるであろう。
【0030】図1及び図2に示した実施例におけるセン
サコイル走査方法は、できるだけ短時間にセンサ面全体
から位置指示器に関する情報を得たい場合に有効であ
る。また、位置指示器が検出保証高さ範囲外にあるため
に、全てのセンサコイルを走査し終わっても位置指示器
が検出されない場合には、再び第1次走査から上記のシ
ーケンスを繰り返す。
【0031】図3を参照して、図1に示した実施例にお
ける本発明の作用を説明する。図3は、センサ面54を
センサコイルの長軸方向から見た部分断面図である。各
センサコイルの断面は、分かり易くするために厚さを誇
張して描いてる。白抜きのセンサコイルは、第1次走
査を行うセンサコイルである。黒色のセンサコイルは
第2次走査を行うセンサコイルである。図3(A)は、
第1次走査の様子を示している。半円で囲まれた斜線部
分を断面とする領域は、センサコイルにより検出可能
な範囲である。位置指示器50aは、検出可能範囲に入
っていないので第1次走査では検出されない。位置指示
器50bは、検出可能範囲内にあるので第1次走査で検
出される。よって、第1次の1つ飛び越し走査により位
置指示器を検出できる検出保証高さは、図3(A)のH
1で示される。位置指示器50aのように、第1次走査
で検出されない場合は、図3(B)に示す第2次走査が
実行される。センサコイルにより検出可能な範囲は、
破線の半円で囲まれた斜線部分を断面とする領域であ
る。位置指示器50aは、第2次走査で検出される。よ
って、第1次と第2次の2回の1つ飛ばし走査により位
置指示器を検出できる検出保証高さは、図3(B)のH
2で示される。
【0032】1回のみの走査による検出保証高さH1
は、2回の走査による検出保証高さH2よりも低い。こ
のことは、高さについての検出可能な範囲が狭いことを
意味する。しかしながら、検出保証高さH1によって、
位置指示器の概略的位置を求めるための十分な高さが確
保できる場合には、粗い検出プロセスにおいて第1次走
査のみを行い、第2次走査を省略することができる。こ
の場合には、粗い検出プロセスにおけるセンサコイル走
査時間は、確実に従来の2分の1とすることができる。
【0033】図1に示した1つ飛び越しの走査方法で
は、第2次走査において走査するセンサコイル群は一義
的に決まるが、図2に示した3つ飛び越しの走査方法で
は、第2次走査を実行可能な3つのセンサコイル群が存
在する。しかしながら、図2に示したように、第2次走
査においては、3つのうちの中央のセンサコイル群を走
査することが最も望ましい。そうすることによって、位
置指示器の検出保証高さがセンサ面全体についてほぼ均
等になり、一定の検出保証高さが確保されるからであ
る。このように、センサコイルを複数個(3個以上)飛
ばす走査方法においては、その各走査段階を開始するに
あたって、未だ走査されていない連続するセンサコイル
の中で最も中央に位置するセンサコイルを選択して走査
することが好ましい。しかしながら、例えば4個飛び越
しの走査方法の場合、第1次走査の後第2次走査の前に
は、連続する未走査センサコイルは4本であるからその
中央に位置するセンサコイルは2本ある。この場合、2
本のうちいずれを第2次走査すべきかは任意である。
【0034】本発明によるセンサコイルの飛び越し走査
方法において、飛び越されるセンサコイルの数は任意に
設定可能であるが、座標入力装置の大きさと座標入力装
置のセンサコイルが位置指示器を感知できる範囲によっ
て自ずから最も効率的な飛び越し数が決定されるであろ
う。座標入力装置が大型であって全センサコイル数が極
めて多い場合は、センサコイルが位置指示器を感知でき
る範囲内でできる限り飛び越し数を大きくとることが特
に有効である。いずれの飛び越し数を選択した場合も、
センサ面上のセンサコイルは一定の間隔毎に走査される
ので、全センサ面上で均一な検出保証高さが確保でき
る。
【0035】図4は、本発明を電磁授受方式の座標入力
装置に適用した場合の実施例を示す概略構成図である。
以降、図4乃至図9において、センサコイルは、1本の
実線または破線により簡略化して示す。実線で示された
センサコイルは第1次走査を実行するセンサコイルであ
り、破線で示されたセンサコイルは第2次走査を実行す
るセンサコイルである。図4の座標入力装置は、x軸方
向及びy軸方向にそれぞれ並設されたセンサコイルを切
り替えるためのセンサコイル切替部90及び92を設置
している。センサコイル切替部90は、送信装置80ま
たは受信装置82へ接続される。センサコイル切替部9
1もまた、送信装置81または受信装置83へ接続され
る。一般的な電磁授受方式では、選択されたセンサコイ
ルに対して高周波信号を送信し、その選択されたセンサ
コイルにて位置指示器からの応答電磁波を受信する。図
4に示すように、位置指示器の概略的位置を求める粗い
検出プロセスにおいて、x軸及びy軸の各々の方向に対
して1つ飛び越しによりセンサコイル群(実線のセンサ
コイル)を順次選択する第1次走査を実行する。すなわ
ち、1つずつセンサコイルを飛び越して選択し、電磁波
の授受を行い受信信号を得る。第1次走査によって位置
指示器の存在が検出されない場合は、別の1つ置きのセ
ンサコイル群(破線のセンサコイル)を順次選択する第
2次走査を実行する。
【0036】また、電磁授受方式では、送信したセンサ
コイルとは別のセンサコイルにて応答電磁波を受信する
ような様々な送受方式があり得るが、そのような方式に
も本発明を適用することができる。
【0037】図5は、本発明を指示器送信方式の座標入
力装置に適用した実施例を示す概略構成図である。指示
器送信方式における位置指示器50は、位置指示器内に
電池と発振回路が内蔵されたコードレスのものと、外部
の発振回路から送信信号を供給されるコード付きのもの
がある。図5の座標入力装置では、位置指示器50から
送信された電磁波を、選択されたセンサコイルが受信す
ることにより受信信号を得る。この座標入力装置は、x
軸方向及びy軸方向にそれぞれ並設されたセンサコイル
を選択するためのセンサコイル切替部90及び92と、
各センサコイル切替部へ接続された受信装置82及び8
3とを設置している。センサコイル切替部90及び92
によって、センサコイルは受信のために走査される。各
軸の位置検出プロセスにおいて本発明を適用することに
より、先ず、第1次走査として1つ飛ばしに順次選択さ
れるセンサコイル群(実線のセンサコイル)から受信信
号を得る。第1次走査によって位置指示器の存在が検出
されない場合は、別の1つ置きのセンサコイル群(破線
のセンサコイル)を順次選択する第2次走査を実行す
る。
【0038】図6は、本発明を交差型方式の座標入力装
置に適用した実施例を示す概略構成図である。交差型方
式では、一方の軸(例えば、y軸)の選択されたセンサ
コイルから位置指示器に対して送信を行い、コイルまた
は共振回路を内蔵する位置指示器との電磁作用により発
生した応答電磁波を他方の軸(例えば、x軸)の選択さ
れたセンサコイルにて受信する。図6では、x軸方向に
並設されたセンサコイルを選択するためのセンサコイル
切替部90に送信装置80が接続され、y軸方向に並設
されたセンサコイルを選択するためのセンサコイル切替
部92に受信装置82が接続されている。位置検出プロ
セスにおいては、先ずセンサコイル切替部90により選
択された1つの送信側センサコイルから電磁波が発生さ
れる。そしてセンサコイル切替部92によって1つ飛ば
しに順次選択されるセンサコイル群(実線の受信側セン
サコイル)にて位置指示器からの応答電磁波を受信する
第1次走査を実行する。第1次走査によって位置指示器
の存在が検出されない場合は、別の1つ置きのセンサコ
イル群(破線の受信側センサコイル)を順次選択する第
2次走査を実行する。続いて、次の送信側センサコイル
が選択され同様のシーケンスが繰り返される。図6の実
施例では、送信側のセンサコイルは1つずつ順次選択さ
れる。従って図6の実施例では、受信のための走査時間
のみが短縮される。
【0039】図7は、本発明を交差型方式の座標入力装
置に適用した別の実施例を示す概略構成図である。図7
の実施例は、図6の実施例と構成は同じであるが、セン
サコイルの走査方法が異なる。図7の実施例の位置検出
プロセスにおいては、先ずセンサコイル切替部92によ
り1つの受信側センサコイルが選択される。そしてセン
サコイル切替部90により一つ飛ばしに順次選択される
センサコイル群(実線の送信側センサコイル)へ送信信
号が送られて電磁波が発生され、そして位置指示器から
の応答電磁波を選択された1つの受信側センサコイルに
て受信する。これが第1次走査となる。もし第1次走査
で位置指示器の存在が検出されない場合は、別の1つ置
きのセンサコイル群(破線の送信側センサコイル)を順
次選択して送信する第2次走査を実行する。続いて、次
の受信側コイルが選択され同様のシーケンスが繰り返さ
れる。図7の実施例では、受信側センサコイルは1つず
つ順次選択される。従って図7の実施例では、送信のた
めの走査時間のみが短縮される。
【0040】また、交差型方式におけるさらに別の実施
例として、図6及び図7で説明した走査方法を組合わせ
て、送信側センサコイル群及び受信側センサコイル群の
双方とも1つ飛ばしに順次選択するように走査してもよ
い。
【0041】図8は、本発明を自己発振型方式の座標入
力装置に適用した実施例を示す概略構成図である。自己
発振型方式では、x軸方向のセンサコイルとy軸方向の
センサコイルとのいずれの組合わせも互いに電磁的に結
合しない。しかしながら、位置指示器50が互いに交差
する2つのセンサコイル上に存在すると、位置指示器5
0内の共振回路と各軸のセンサコイルとがそれぞれ電磁
結合することにより双方のセンサコイルに接続された増
幅器85の正帰還ループが形成される。その結果、増幅
器85は発振する。この発振信号を増幅器85の出力端
子Oから取り出して検出信号とする。図中、センサコイ
ル切替部92を介して増幅器85の入力端子Iへ接続さ
れるセンサコイルを入力側センサコイルとし、センサコ
イル切替部90を介して増幅器85の出力端子Oへ接続
されるセンサコイルを出力側センサコイルとする。位置
検出プロセスにおいては、先ずセンサコイル切替部90
により出力側センサコイルの1つを選択してこれを増幅
器85の出力端子Oへ接続する。そしてセンサコイル切
替部92により1つ飛ばしに順次選択される入力側セン
サコイル群(実線の入力側センサコイル)を増幅器85
の入力端子Iへ順次接続することによって第1次走査を
実行する。第1次走査によって位置指示器が検出されな
い場合は、別の1つ置きの入力側センサコイル群(破線
の入力側センサコイル)を順次選択して接続する第2次
走査を実行する。図8の実施例では、出力側センサコイ
ルは、1つずつ順次選択される。従って図8の実施例で
は、入力側センサコイルの走査時間が短縮される。
【0042】図9は、本発明を自己発振型方式の座標入
力装置に適用した別の実施例を示す概略構成図である。
図9の実施例は、図8の実施例と構成は同じであるが走
査方法が異なる。図9の実施例の位置検出プロセスにお
いては、先ずセンサコイル切替部90により入力側セン
サコイルの1つを選択してこれを増幅器85の入力端子
Iへ接続する。そしてセンサコイル切替部90により1
つ飛ばしに順次選択される出力側センサコイル群(実線
の出力側センサコイル)を増幅器85の出力端子Oへ接
続することによって第1次走査を実行する。第1次走査
によって位置指示器が検出されない場合は、別の1つ置
きの出力側センサコイル群(破線の出力側センサコイ
ル)を順次選択して接続する第2次走査を実行する。図
9の実施例では、入力側センサコイルは、1つずつ順次
選択される。従って図9の実施例では、出力側センサコ
イルの走査時間が短縮される。
【0043】また、自己発振型方式におけるさらに別の
実施例として、図8及び図9で説明した走査方法を組合
わせて、入力側センサコイル群及び出力側センサコイル
群の双方とも1つ飛ばしに順次選択するように走査して
もよい。
【0044】また、一方向に並設された多数のセンサコ
イルを複数のグループに分け、各グループ内から1つず
つセンサコイルを同時に選択して送信及び/または受信
を行うべくこれらを互いに接続した構成を有する座標入
力装置においても、本発明によるセンサコイル走査方法
を適用することができる。このような構成を有する座標
入力装置は、例えば、特開平6−75683公報に開示
がある。この公報に開示された座標入力装置のセンサコ
イル・パターンの目的は、本発明の目的と同じく、多数
のセンサコイルの走査における切替え回数を低減させ、
全センサコイルに対する走査時間を短縮することであ
る。ここで、上記公報に記載の分割された複数のグルー
プの中の1つのグループに着目すればやはり多数のセン
サコイルが並設されており、1つのグループ内のセンサ
コイルについては1つずつ順次走査が行われている。従
って、上記公報に記載のセンサコイル・パターンに本発
明を適用し、1グループ内のセンサコイルの走査を1つ
飛ばしに実行することによってさらに高速なセンサコイ
ルの走査が実現されると期待される。
【0045】上記の各実施例においては、1つ飛ばしに
センサコイルを選択する走査方法を用いて説明したが、
いずれの実施例においても、飛び越されるセンサコイル
の数を任意に設定することができる。このようなセンサ
コイル走査方法の設定は、実際には、センサコイル切替
部、送受信部、及び信号処理部等に対する制御シーケン
スを変更することにより容易に実現される。
【0046】また、飛ばされるセンサコイルの数をn本
とすると、全てのセンサコイルを走査するためには、最
大、第(n+1)次の走査まで実行しなければならな
い。すなわち、位置指示器が検出されない場合に繰り返
し実行される飛び越し走査の最も多い回数を最大走査回
数とすると、(n+1)回となる。すなわち、(n+
1)回走査を繰り返すと全てのセンサコイルが走査され
たことになる。しかしながら、全てのセンサコイルを走
査しなくとも粗検出プロセスにおける十分な検出保証高
さが確保できる場合には、必ずしも(n+1)回まで走
査を行う必要はなく、(n+1)未満の任意の回数を最
大走査回数として設定することができる。これは、上記
のいずれの実施例にも適用できる。
【0047】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、多数の
センサコイルを並設した座標入力装置の位置検出プロセ
スにおけるセンサコイル走査方法において、1または複
数のセンサコイルを飛び越して走査するようにしたの
で、位置指示器の概略的位置を短時間に検出することが
できる。従って、位置指示器が高速で動かしたり、細か
く動かしたりするような操作が行われる場合にも位置指
示器を見逃すことなく確実にその位置を検出することが
できる。
【0048】また、本発明によるセンサコイル走査方法
においては、等間隔に飛び越し走査を行うので、位置指
示器の検出保証高さをセンサ面全体にわたって常に均等
に確保することができる。従って、最低限の数のセンサ
コイルを走査するのみで十分に位置指示器の概略的位置
を検出することができる。
【0049】本発明は、特にセンサコイルの高速な走査
が要求される大型のデジタイザに適用して顕著な効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】座標入力装置における本発明によるセンサコイ
ル走査方法の一実施例を示すために描いたセンサ面の概
略構成図である
【図2】座標入力装置における本発明によるセンサコイ
ル走査方法の別の実施例を示すために描いたセンサ面の
概略構成図である
【図3】図1に示した実施例における本発明の作用を説
明するための、センサ面をセンサコイルの長軸方向から
見た部分断面図である。
【図4】本発明を電磁授受方式の座標入力装置に適用し
た場合の実施例を示す概略構成図である。
【図5】本発明を指示器送信方式の座標入力装置に適用
した実施例を示す概略構成図である。
【図6】本発明を交差型方式の座標入力装置に適用した
実施例を示す概略構成図である。
【図7】本発明を交差型方式の座標入力装置に適用した
別の実施例を示す概略構成図である。
【図8】本発明を自己発振型方式の座標入力装置に適用
した実施例を示す概略構成図である。
【図9】本発明を自己発振型方式の座標入力装置に適用
した別の実施例を示す概略構成図である。
【図10】座標入力装置における一般的な電磁授受型検
出方式の基本的動作を説明するための概略構成図であ
る。
【図11】従来のセンサコイル走査方法における問題点
を説明するための座標入力装置のセンサ面及び位置指示
器の概略構成図である。
【符号の説明】
50 位置指示器 52 センサコイル群 54 センサ面 80、81 送信装置 82、83 受信装置 90、92 センサコイル切替部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G06F 3/03 325

Claims (17)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 多数のセンサコイルを位置検出方向に並
    設した位置検出面と位置指示器とを有しかつ各前記セン
    サコイルと前記位置指示器との相互作用により得られる
    検出信号から前記位置指示器の座標を得る座標入力装置
    において前記検出信号を得るべく各前記センサコイルを
    順次選択して所定の位置検出プロセスを実行するための
    センサコイル走査方法であって、 前記多数のセンサコイルのうち所定の飛び越し数の設定
    に従って選択されたセンサコイル群を飛び越し走査する
    飛び越し走査段階を、前記位置指示器の前記検出信号が
    得られるまで繰り返し、 前記飛び越し走査段階が繰り返される場合、各飛び越し
    走査段階においてそれぞれ異なるセンサコイル群を走査
    することを特徴とする座標入力装置におけるセンサコイ
    ル走査方法。
  2. 【請求項2】 前記所定の飛び越し数の設定が、同数ず
    つセンサコイルを飛び越すように設定されることを特徴
    とする請求項1記載のセンサコイル走査方法。
  3. 【請求項3】 前記位置指示器の前記検出信号が得られ
    るまで繰り返される前記飛び越し走査段階が、最大、全
    センサコイルが走査されるまで繰り返されることを特徴
    とする請求項1又は2記載のセンサコイル走査方法。
  4. 【請求項4】 前記座標入力装置における所定の位置検
    出プロセスが、選択されたセンサコイルに送信信号を与
    えて電磁波を発生し、該電磁波と前記位置指示器に内蔵
    されたコイルまたは共振回路との電磁相互作用の結果、
    該位置指示器から返される応答電磁波により該選択され
    たセンサコイルに発生する受信信号を前記検出信号とす
    るプロセスであって、該センサコイルの選択において前
    記飛び越し走査段階の繰り返しを実行することを特徴と
    する請求項1乃至3のいずれか記載のセンサコイル走査
    方法。
  5. 【請求項5】 前記座標入力装置における所定の位置検
    出プロセスが、選択された第1のセンサコイルに送信信
    号を与えて電磁波を発生し、該電磁波と前記位置指示器
    に内蔵されたコイルまたは共振回路との電磁相互作用の
    結果、該位置指示器から返される応答電磁波により選択
    された第2のセンサコイルに発生する受信信号を前記検
    出信号とするプロセスであって、前記第1のセンサコイ
    ル及び前記第2のセンサコイルの双方の選択において前
    記飛び越し走査段階の繰り返しを実行することを特徴と
    する請求項1乃至3のいずれか記載のセンサコイル走査
    方法。
  6. 【請求項6】 前記第1のセンサコイルと前記第2のセ
    ンサコイルとが直交していることを特徴とする請求項5
    に記載のセンサコイル走査方法。
  7. 【請求項7】 前記第1のセンサコイルと前記第2のセ
    ンサコイルとが同一の位置検出方向に並設されているこ
    とを特徴とする請求項5に記載のセンサコイル走査方
    法。
  8. 【請求項8】 前記座標入力装置における所定の位置検
    出プロセスが、選択された第1のセンサコイルに送信信
    号を与えて電磁波を発生し、該電磁波と前記位置指示器
    に内蔵されたコイルまたは共振回路との電磁相互作用の
    結果、該位置指示器から返される応答電磁波により選択
    された第2のセンサコイルに発生する受信信号を前記検
    出信号とするプロセスであって、前記第1のセンサコイ
    ルの選択においてのみ前記飛び越し走査段階の繰り返し
    を実行することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか
    記載のセンサコイル走査方法。
  9. 【請求項9】 前記第1のセンサコイルと前記第2のセ
    ンサコイルとが直交していることを特徴とする請求項8
    に記載のセンサコイル走査方法。
  10. 【請求項10】 前記第1のセンサコイルと前記第2の
    センサコイルとが同一の位置検出方向に並設されている
    ことを特徴とする請求項8に記載のセンサコイル走査方
    法。
  11. 【請求項11】 前記座標入力装置における所定の位置
    検出プロセスが、選択された第1のセンサコイルに送信
    信号を与えて電磁波を発生し、該電磁波と前記位置指示
    器に内蔵されたコイルまたは共振回路との電磁相互作用
    の結果、該位置指示器から返される応答電磁波により選
    択された第2のセンサコイルに発生する受信信号を前記
    検出信号とするプロセスであって、前記第2のセンサコ
    イルの選択においてのみ前記飛び越し走査段階の繰り返
    しを実行することを特徴とする請求項1乃至3のいずれ
    か記載のセンサコイル走査方法。
  12. 【請求項12】 前記第1のセンサコイルと前記第2の
    センサコイルとが直交していることを特徴とする請求項
    11に記載のセンサコイル走査方法。
  13. 【請求項13】 前記第1のセンサコイルと前記第2の
    センサコイルとが同一の位置検出方向に並設されている
    ことを特徴とする請求項11に記載のセンサコイル走査
    方法。
  14. 【請求項14】 前記座標入力装置における所定の位置
    検出プロセスが、位置指示器から電磁波を発生し該電磁
    波との電磁相互作用によって選択されたセンサコイルに
    発生する受信信号を検出信号とするプロセスであって、
    前記センサコイルの選択において前記飛び越し走査段階
    の繰り返しを実行することを特徴とする請求項1乃至3
    のいずれか記載のセンサコイル走査方法。
  15. 【請求項15】 前記座標入力装置における所定の位置
    検出プロセスが、増幅器と、該増幅器の入力側及び出方
    側へ各々選択されかつ接続された電磁的に結合しない直
    交する2つのセンサコイルと、仕置指示器に内蔵された
    共振回路とにより正帰還ループが形成されることによっ
    て自己発振する発振信号を検出信号とするプロセスであ
    って、前記入力側へ接続されるセンサコイル及び前記出
    力側へ接続されるセンサコイルの選択において前記飛び
    越し走査段階の繰り返しを実行することを特徴とする請
    求項1乃至3のいずれか記載のセンサコイル走査方法。
  16. 【請求項16】 前記座標入力装置における所定の位置
    検出プロセスが、増幅器と、該増幅器の入力側及び出力
    側へ各々選択されかつ接続された電磁的に結合しない直
    交する2つのセンサコイルと、位置指示器に内蔵された
    共振回路とにより正帰還ループが形成されることによっ
    て自己発振する発振信号を検出信号とするプロセスであ
    って、前記増幅器の入力側へ接続されるセンサコイルの
    選択においてのみ前記飛び越し走査段階の繰り返しを実
    行することを特徴とする請求項1乃至3記載のセンサコ
    イル走査方法。
  17. 【請求項17】 前記座標入力装置における所定の位置
    検出プロセスが、増幅器と、該増幅器の入力側及び出力
    側へ各々選択されかつ接続された電磁的に結合しない直
    交する2つのセンサコイルと、位置指示器に内蔵された
    共振回路とにより正帰還ループが形成されることによっ
    て自己発振する発振信号を検出信号とするプロセスであ
    って、前記増幅器の出力側へ接続されるセンサコイルの
    選択においてのみ前記飛び越し走査の繰り返しを実行す
    ることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか記載のセ
    ンサコイル走査方法。
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