JP3102708B2 - 位置検出装置 - Google Patents
位置検出装置Info
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- signal
- position indicator
- loop coil
- coil
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Description
置検出装置に関するものである。
出方向に並設してなるセンス部と、少なくともコイルを
有する位置指示器とを備え、これらの間の電磁作用に基
いて該位置指示器による指定位置の座標値を求める位置
検出装置が知られている。
の複数のループコイル中より一のループコイルを選択
し、該一のループコイル(又は位置指示器のコイル)に
交流信号を供給した時に位置指示器のコイル(又は前記
一のループコイル)に生起する、或いは一のループコイ
ルもしくは他のループコイルより発生した電波により励
振された位置指示器の同調回路から発信される電波によ
って一のループコイルに生起する交流信号のレベルを検
出し、これを選択するループコイルを順次切替えて繰返
し、この際、得られる位置指示器と各ループコイルとの
距離に依存した信号レベルを用いて所定の計算を行うこ
とによりなしていた。
ス部の要部及びその各ループコイルに生起する信号を示
すものである。図中、a,b,c,d,……はそれぞれ
幅Dを有するループコイルであり、位置検出方向、ここ
ではX方向にピッチPで並設されている。また、Ea,
Eb,Ec,Ed,……は位置指示器(図示せず)をX
方向に移動させた時に各ループコイルa,b,c,d,
……に生起する信号を示す。
種々あるが、最大の信号レベル、即ち位置指示器に最も
近接したループコイルが選択された時の信号レベル及び
その両側のループコイルがそれぞれ選択された時の信号
レベルからなる3つの信号レベルに基いて計算する方法
が一般に知られている。
置のセンス部の位置検出方向の両端付近には前述した3
つの信号レベルが得られない領域(以下、無効エリアと
称す。)があり、該無効エリア内では位置検出ができな
いという欠点があった。さらに、前記無効エリアの大き
さはループコイルの幅と座標値の計算方法によって決定
され、センス部全体の大きさ、いいかえれば位置検出可
能な領域(以下、有効エリアと称す。)の大きさとは無
関係であるため、特に液晶表示パネルと一体的に組合さ
れたり、電子ノートに用いられるような小型のものでは
センス部における無効エリアの割合が大きくなってしま
うという問題点があった。
と信号Ea及びEbが交差する位置x1 との間は前述し
た3つの信号レベルに基く座標値の計算方法を用いた場
合の無効エリアであり、また、図示しないがセンス部の
他端側にも同様な無効エリアがある。
部における無効エリアの小さい位置検出装置を提供する
ことを目的とする。
装置の概要を示すもので、図中、1はセンス部、2は位
置指示器、3はループコイル選択・レベル検出手段、4
は第1の座標値算出手段、5は第2の座標値算出手段、
6は領域判定・切替手段である。
(図示せず)を位置検出方向に並設してなっている。
せず)を有している。
センス部1の複数のループコイル中より一のループコイ
ルを選択し、該一のループコイル(又は位置指示器2の
コイル)に交流信号を供給した時に位置指示器2のコイ
ル(又は前記一のループコイル)に生起する、或いは一
のループコイルもしくは他のループコイルより発生した
電波により励振された位置指示器2の同調回路(図示せ
ず)から発信される電波によって一のループコイルに生
起する交流信号のレベルを検出し、これを選択するルー
プコイルを順次切替えて繰返し、この際、位置指示器2
と各ループコイルとの距離に依存した信号レベルを求め
る如くなっている。
と各ループコイルとの距離に依存した信号レベルのう
ち、最大の信号レベルを含む3つの信号レベルから座標
値を算出する。
と各ループコイルとの距離に依存した信号レベルのう
ち、最大の信号レベルを含む2つの信号レベルから座標
値を算出する。
各ループコイルとの距離に依存した信号レベルから該位
置指示器2が第1の座標値算出手段4により座標値を算
出可能な領域にあるか又は第2の座標値算出手段5によ
り座標値を算出可能な領域にあるかを判定し、該判定結
果に基いて第1又は第2の座標値算出手段のいずれを用
いるかを切替える如くなっている。
位置検出方向の両端付近の第1の座標値算出手段4では
座標値を算出できない領域に移動すると、これが領域判
定・切替手段6により検出され、該位置指示器2による
指定位置の座標値の算出が第1の座標値算出手段4から
第2の座標値算出手段5に切替えられ、これによって位
置指示器2による指定位置の座標値を算出し得る領域が
拡がり、センス部1に占める無効エリアが小さくなる。
すもので、ここではセンス部と位置指示器との間で電波
を往復させて指定位置の座標値を求める装置に適用した
例を示す。図中、11はセンス部、12は位置指示器、
13は選択回路、14は送受切替回路、15は発振器、
16は信号検出回路、17は処理装置である。
プコイルa,b,c,d,……からなっている。位置指
示器12はコイル及びコンデンサ等の受動素子からなる
同調周波数f0 の同調回路18を内蔵してなっている。
プコイルより一のループコイルを選択するものであり、
処理装置17からの選択情報に基いて動作する。送受切
替回路14は前記選択された一のループコイルを発振器
15及び信号検出回路16に交互に接続するものであ
り、処理装置17からの切替信号に基いて動作する。発
振器15は前記同調周波数f0 と同一の周波数の基準ク
ロックを発生し、これを処理装置17並びに図示しない
低域フィルタ及び駆動回路を介して送受切替回路14へ
供給する。信号検出回路16は増幅器、前記周波数f0
を通過帯域とする帯域フィルタ、検波器及び低域フィル
タよりなり、受信信号中の周波数f0 成分のエネルギー
に応じたレベルを有する直流信号を出力する。
等より構成され、所定のプログラムに従って各回路を制
御する。図4は処理装置17におけるプログラムの流れ
を示すもので、該プログラム、選択回路13、送受切替
回路14、発振器15、信号検出回路16及び処理装置
17によって前述したループコイル選択・レベル検出手
段3が実現され、また、前記プログラム及び処理装置1
7よって前述した第1の座標値算出手段4、第2の座標
値算出手段5並びに領域判定・切替手段6が実現され
る。
ス部11のうちの一のループコイルを選択する情報を送
出するとともに、送受切替回路14に送信側を選択する
信号を送出し、前記一のループコイルに発振器15の基
準クロックに基く周波数f0 の正弦波信号を供給して周
波数f0 の電波を発生させる。この時、センス部11上
に位置指示器12が載置されていると、前記電波は同調
回路18を励振し、これに周波数f0 の誘導電圧を発生
させる。
を選択する信号を一定時間送出すると、受信側を選択す
る信号を送出し、ループコイルより発生する電波を消滅
させる。この際、位置指示器12の同調回路18に発生
した誘導電圧はその損失に応じて徐々に減衰するととも
に周波数f0 の電波を発信するが、該電波は前述した一
のループコイルを逆に励振し、誘導電圧を発生させる。
を選択する信号を一定時間送出すると、再び送信側を選
択する信号を送出し、以下、前記同様な電波の送受信を
一のループコイルについて複数回、例えば合計4回繰返
させる。次に、処理装置17は選択回路13に送出する
情報を変更して選択するループコイルを切替え、以下、
前記同様の電波の送受信をセンス部11の全てのループ
コイルについて行う(ステップS1)。
のループコイルに発生した誘導電圧は信号検出回路16
の帯域フィルタで抽出され、さらに検波されて直流信号
に変換され処理装置17に送出され、さらにアナログ/
ディジタル(A/D)変換される。前記直流信号のレベ
ルは位置指示器12とループコイルとの間の距離に依存
した値となるから、処理装置17はその最大値が予め設
定した一定のレベル以上か否かを判別する(ステップS
2)ことにより位置指示器12がセンス部11の有効読
取り高さ内にあるか否かを判定する。前記高さ内に位置
指示器12があると判定された場合には前記得られた各
ループコイル毎の信号よりレベルの大きい順に2つの信
号を抽出し、これらをE0 ,E1 (E0 ≧E1 )とおく
(ステップS3)。なお、前記高さ内に位置指示器12
がないと判定された場合には前記ステップS1の処理を
繰返す。
E0 ,E1 に基いて位置指示器12が3つの信号レベル
に基く座標値の計算方法により座標値を算出可能な領域
に存在するか又は2つの信号レベルに基く座標値の計算
方法により座標値を算出可能な領域に存在するか、ここ
では従来例で述べた有効エリアに存在するか無効エリア
に存在するかを判定する。
がセンス部11の両端のコイルか否かを調べ(ステップ
S4)、そうであればさらに信号E0 とE1 とが等しい
か否かを調べ(ステップS5)、信号E0 のコイルがセ
ンス部11の両端のコイルでない時もしくは信号E0 の
コイルがセンス部11の両端のコイルであっても信号E
0 とE1 とが等しい時は有効エリアに存在すると判定
し、また、信号E0 のコイルがセンス部11の両端のコ
イルであり且つ信号E0 とE1 とが等しくない時は無効
エリアに存在すると判定する。
リア内にあれば、処理装置17は前記信号E0 ,E1 及
びE2 (但し、信号E2 は各ループコイル毎の信号中、
信号E0 ,E1 の次に大きい信号である。)に基いて周
知の3点法による座標計算を実行し(ステップS6)、
位置指示器12による指定位置の座標値を求める。また
一方、位置指示器12が無効エリア内にあれば、前記信
号E0 ,E1 に基いて後述する2点法による座標計算を
実行し(ステップS7)、位置指示器12による指定位
置の座標値を求める。このようにして得られた座標値は
図示しないホストコンピュータ等へ転送され、適宜処理
される(ステップS8)。
述べる。
られる信号と位置指示器による指定位置との関係を表す
もので、図中、xa ,xb は隣接する2本のループコイ
ルの位置(中心位置)、L1 ,L2 は該2本のループコ
イルから得られる信号のレベル、xp は位置指示器によ
る指定位置である。
本のループコイルの中間位置xc にあればレベルL1 ,
L2 は等しく、また、同図(b) に示すように、指定位置
xp が2本のループコイルの中間位置xc より一方、例
えば位置xa のループコイル寄りにあればレベルL1 が
L2 より大きくなる。
イルの幅D、ピッチP等によって異なるが、一般に前記
2本のループコイルから得られる信号のレベルL1 及び
L2 の比に比例し、前記中間位置xc と指定位置xp と
の差Δxは、ほぼ Δx=k{1−(L2 /L1 )} より求めることができる(但し、kは比例定数)。
はL1 =E0 、L2 =E1 として前記式より得られる差
Δxを中間位置xc (既知)に加えれば良い。
チPとの比n(=D/P)がそれぞれ3.5及び4.5
の時の指定位置xp の変化に伴うレベルL1 ,L2 の変
化の具体例を、また、図8及び図9は前記図6及び図7
に基く差Δxの実測値と計算値(但し、k=1)との関
係を表すものである。ここで、差Δxの実測値(横軸)
は任意目盛であるが、図8及び図9とも3D/8付近ま
でほぼ直線的に比例しており、センス部の端から2番目
のループコイルの外側のライン程度まで座標値を求める
ことができる。
指定位置の座標値を検出するものであるが、センス部1
と同様な他のセンス部、即ちY方向のセンス部を互いに
直交する如く極く近接して重ね合せ、これに選択回路1
3及び送受切替回路14と同様な選択回路及び送受切替
回路を接続し、さらにこれらの2つの選択回路及び送受
切替回路と発振器及び信号検出回路との間にXY切替回
路を設けるとともに、処理装置17のプログラムを若干
変更すれば、X方向及びY方向の2方向の指定位置の座
標値を検出することができることはいうまでもない。
置指示器がセンス部の位置検出方向の両端付近の第1の
座標値算出手段では座標値を算出できない領域に移動す
ると、これが領域判定・切替手段により検出され、該位
置指示器による指定位置の座標値の算出が第1の座標値
算出手段から第2の座標値算出手段に切替えられ、これ
によって位置指示器による指定位置の座標値を算出し得
る領域が拡がり、センス部に占める無効エリアを小さく
でき、より有用な位置検出装置を実現できる。
ク図
各ループコイルに生起する信号を示す説明図
と位置指示器による指定位置との関係を表す説明図
変化の一具体例を示す説明図
変化の他の具体例を示す説明図
示すグラフ
示すグラフ
プコイル選択・レベル検出手段、4…第1の座標値算出
手段、5…第2の座標値算出手段、6…領域判定・切替
手段、13…選択回路、14…送受切替回路、15…発
振器、16…信号検出回路、17…処理装置、18…同
調回路。
Claims (1)
- 【請求項1】 複数のループコイルを位置検出方向に並
設してなるセンス部と、少なくともコイルを有する位置
指示器とを備え、これらの間の電磁作用に基いて位置指
示器と各ループコイルとの距離に依存した信号レベルを
求め、該位置指示器による指定位置の座標値を求める位
置検出装置において、 前記位置指示器と各ループコイルとの距離に依存した信
号レベルのうち、最大の信号レベルを含む3つの信号レ
ベルから座標値を算出する第1の座標値算出手段と、 前記位置指示器と各ループコイルとの距離に依存した信
号レベルのうち、最大の信号レベルを含む2つの信号レ
ベルから座標値を算出する第2の座標値算出手段と、 前記位置指示器と各ループコイルとの距離に依存した信
号レベルから該位置指示器が第1の座標値算出手段によ
り座標値を算出可能な領域にあるか又は第2の座標値算
出手段により座標値を算出可能な領域にあるかを判定
し、該判定結果に基いて第1又は第2の座標値算出手段
のいずれを用いるかを切替える領域判定・切替手段とを
備えたことを特徴とする位置検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34638191A JP3102708B2 (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | 位置検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34638191A JP3102708B2 (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | 位置検出装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05181594A JPH05181594A (ja) | 1993-07-23 |
JP3102708B2 true JP3102708B2 (ja) | 2000-10-23 |
Family
ID=18383037
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP34638191A Expired - Lifetime JP3102708B2 (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | 位置検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3102708B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6012038B2 (ja) * | 2012-09-27 | 2016-10-25 | 株式会社ワコム | 電磁誘導方式の位置検出センサ及び位置検出装置 |
JP7295625B2 (ja) | 2018-10-15 | 2023-06-21 | 株式会社ワコム | 位置検出ユニット |
-
1991
- 1991-12-27 JP JP34638191A patent/JP3102708B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05181594A (ja) | 1993-07-23 |
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