JPH02224009A - 位相差検出方式電磁誘導タブレット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、所定の周期でジグザグ状に（り返す複数のグ
リット導体群を用い、これらグリット導体群と位置指示
器との相互作用により取り出された信号の位相と基準信
号の位相とを比較してその位相差から上記位置指示器の
指示位置を決定する位相差検出方式の電磁誘導タブレッ
トに関する。

〔従来の技術〕

従来のこの種タブレットの典型的な装置としては、第３
図に示した装置があった。

この装置は、第３図（ａ）に示すようなピッチ（周期）
してジグザグ状パターンをくり返すグリット導体Ａと、
このグリット導体ＡとＬ／４だけそのピッチがずれ、か
つ、同一のピッチしてジグザグ状パターンをくり返すグ
リット導体Ｂとから成る第１のグリット構成と、第３図
（ｂ）に示すようなそのピッチがＬ＋ΔＬでジグザグ状
パターンをくり返す上記第１のグリット構成と同様のグ
リット導体対Ｃ，Ｄから成る第２のグリット構成とが積
層される構成を有している。そして、位置指示器（図示
の符号ＰＣはそのコイルを表す）とこれら２つのグリッ
ト構成との電磁誘導作用により位置指示器の指示位置の
座標を決定する。

今、第３図（ａ）に示す位置指示器のコイルＰＣにａｓ
ｉｎωｔの交流電流を流すことを考えると、グリット導
体Ａの端子には、電圧ＥＡが発生する。同様にグリット
導体Ｂの端子には、電圧ＥＢが発生ずる。

これらの誘導電圧ＥＡ　、ＥＢは、 ＥＡ＝ａ’５ｉｎ（２ｚ　　　　　）−ｓｉｎ　　ωｔ
。

一−−−−−−＝・・−（１） ＢＢ　　＝ａ′ｃｏｓ　　（２７１ニー−）　　−ｓ　
Ｓｎ　　ωを−・−・−・−・−・　（２） で表される。これらの電圧のうち１、ＥＢを時間に関し
て電気角９０°だけ位相をすすめた電圧信号ＥＢ　′を
作成する。このＥＢ　　’は、Ｅｌｌ　　　＝ａ”ｃｏ
ｓ（２ｇ　　　）−ｓｉｎ（ωπ　　　　　　　　　　
　Ｌ ｔ、　＝　　　　　）　−−−−−−・〜・−・−・　
（３）となる。

（１）式と（３）式を加算すると、次式の如くなる。

ＥＡ　＋ＥＢ　　＝ａ　ｚｚｓｉｎ　　（ωｔ−２π）
・・−−−一−−・−・−・　（４） この（４）式を見ると、位置指示器のコイルＰＣに供給
された交流電流の位相に対し２π　　　だけ位置差を有
していることがわかる。

第３図の装置では、上記（４）式に示す（ＥＡ＋ＥＢ　
　’）の合成信号を求める信号合成回路と、この信号合
成回路により求められた合成信号とコイルＰＣの駆動電
流すなわぢ基準信号との位相差をもとめる位相差検出回
路とを有している。

今１、このような回路から求めた位相差がαであったと
すると、（４）式から、 値Ｘは、 ｘ＝Ｌα／２π−・−・−・・　（６）となり、このよ
うに処理事るごとにり座標をもとめることができる。

ところで、」；記した方法によりもとめられた座標Ｘは
、この位相差パターンが第３図（Ｃ）の符号Ｐ１に示す
ように周期りでくり返しているので、どの周期（ピッチ
）にあるか不確かである。従って、正確な位置座標を求
めるためには、位置指示器が存在する周期を特定する必
要がある。

この周期特定のため、第３図（ｂ）に示す第２のグリッ
ト構成を用いる。この第２のグリ・ント構成番！ｉ３図
（ａ）に示す第１のグリ・ント構成と積層されているの
で、コイルＰＣに電流を供給することにより、同様に電
圧信号が誘導される。第２のグリット構成と同様の電気
的処理を行うことにより、 ＥＣ＋ＥＤ　　　＝ａ　”ｓ　ｉｎ　（ωｔ−２πＩ７
＋ΔＬ ＞　−−−−−−一・−−一一一・　（７）を得ること
ができる。

この（７）式の位相差パターンは第３図（Ｃ）の符号Ｐ
２の如くなる。第３図（Ｃ）に示す第１のグリット構成
による位相差パターンＰ１との差を取り、その負の部分
に位相角３６０゛を加算すると、第３の位相差パターン
Ｐ３を形成することができる。この第３の位相差パター
ンＰ３は、Ｘの幅全域にわたって直線的に変化している
。

従って、第１のグリット構成対Ａ、Ｂに関連して求めら
れた位相差（この位相差は等価的にＰｌと表すことがで
きる）Ｐｌｘと第２のグリット構成対Ｃ，Ｄに関連して
求められた位相差Ｐ２ｘの差（Ｐｌｘ−Ｐ２ｘ）を求め
る演算手段と、さらに、この差（Ｐｌｘ−Ｐ２ｘ）が負
である時、電気角３６０゜を加算する加算手段とを設け
ることにより、位置指示器のコイルＰＣがどの周期内に
存在するかをしることができる。

これら、位置指示器の存在する周期と、その周期内の位
置とにより、位置指示器の存在する正確な位置を決定す
ることができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、このような第３図（ａ）および（ｂ）に示す
第１、第２のグリット構成対を用いる方式は、タブレッ
トの読取領域が限定されてしまう欠点があった。

すなわち、位置指示器の存在する周期を特定するため、
それぞれのグリット構成対の位相差パターンから第３図
ＣＣ）に示すような合成位相差パターンＰ３を作成利用
する方式であるので、この合成位相差パターンＰ３は０
〜２πの間で変化するようあらかじめ設定されなければ
ならない。

このためには、第１のグリット構成ＡＳＢのくり返し周
期（ピッチ）Ｌと第２のグリット構成Ｃ１Ｄの（り返し
周期（ピッチ）Ｌ＋ΔＬとを適当な値に定める必要があ
る。

タブレットの読取領域を大きくしようとする場合には、
ピッチＬおよびピッチＬ＋ΔＬをその分大きくする必要
がある。しかしながら、このピッチを極端に大きくする
ことは、その読取精度を低下することになり、限界があ
る。

この発明は、この種位相差検出方式タブレットにおいて
、読取精度を損うことなく大領域の読取領域を持つタブ
レットを得ることを目的としたものである。

〔問題点を解決するための手段〕

このため、この発明においては、第１のグリット構成と
第２のグリット構成を複数個（少なくとも１方は複数個
となるよう構成する）設け、かつ、それぞれのグリット
構成に関連付けされた信号を時分割的に処理するよう構
成したものである。

〔作用〕

例えば、第２のグリット構成を２ＩＩ設けた場合には、
精度を損なうことなく約２倍の領域について位置を読み
取ることが可能である。

これら、２つのグループから成る第２のグリット構成に
関して、それぞれ定義付けしておき、いづれのグループ
のグリット構成に関わる信号であるかを認識して処理を
行う。

〔実施例〕

第１図、第２図は、本発明の１実施例をそれぞれ示す構
成説明図で、第１図の装置は第３図の装置における第２
のグリット構成を２個のグリット導体グループで構成し
た装置であり、第２図の装置は第３図の装置におけるそ
れぞれのグリット構成をおのおの２個のグリット導体グ
ループで構成した装置に関するものである。

まず、第１図の読取領域（面）には、ピッチしてジグザ
グ状パターンをくり返すグリット線ＡｌＢ１およびピッ
チＬ＋ΔＬでジグザグ状パターンをくり返すグリット線
Ａ２１　、Ｂ２１　、Ａ２２　Ｂ２２が設けられている
。グリット線Ａ１、Ｂ１から成る第１のグリット構成は
装置の読取領域の全域にわたって配置されている。グリ
ット導体Ａ２１、Ｂ２１から成る第２のグリット構成の
第１のグループは、装置の読取領域のほぼ左半分の領域
をカバーするよう設けられており、グリット導体Ａ２２
、Ｂ２２から成る第２のグリット構成の第２のグループ
は、残りの領域をカバーするよう設けられている。そし
て、これらのグリット構成は同一の面上に積層配置され
ている。

上記の第２のグリット構成のぞれぞれのグループが協働
して、第３図に示した従来装置の第２のグリット構成の
作用を行う。

これらの３つのグリット構成すなわち第１のグリット構
成および第２のグリット構成の２つのグループのそれぞ
れの出力端Ｐａｌ、Ｐｂｌ、ＲＡ２１、Ｒｂ２１　、Ｒ
Ａ２２およびＲｂ２２はセレクタ回路１１に接続されて
いる。セレクタ回路１１では、それぞれのグリット構成
の出力端（Ｐａｌ、Ｐｂ１）、（Ｒａ２１．　、　Ｒｂ
２１　）および（Ｒａ２２　、Ｒｂ２２　）　侍に所定
の時間間隔で後段の回路に接続する。このセレクタ回路
１１の後段には、それぞれの信号レベルを検出する２つ
のレベル検出回路２１．２２．２つの位相シフト回路３
１．３２と、これら２つの位相シフト回路４１からの出
力信号を加算する加算回路４１と、この加算回路４１か
らの出力信号と基準信号発生回路５１からの基準信号と
の位相を比較する位相差検出回路６１が設けられている
。そして、この位相差検出回路６１の出力信号は処理回
路７１に入力され、位置座標が決定される。

今、位置指示器のコイルＰＣがこの装置の読取領域の図
に示す位置にあるとする。

基準信号発生回路５１からの信号に基づきコイルＰＣに
例えば、ａｓｉｎωｔの交流電流を供給する。この交流
電流を供給することにより、各グリット構成には、所定
の誘導電圧が発生する。各グリット構成に発生した誘導
電圧はセレクタ回路１１に入力される。

セレクタ回路１１では、まず、第１の時間間隔において
第１のグリット導体対Ａ１，５、Ｂ１に誘導された電圧
信号を後段の回路に接続する。グリット導体Ａ１の出力
端Ｐａｌの電圧信号はレベル検出器２１によりその信号
レベルが検出された後、その信号の位相を時間に関して
４５°遅らせる位相シフト回路３１に入力される。グリ
ット線Ｂ１の出力端Ｐｂｉの電圧信号はレベル検出器２
２によりその信号レベルが検出された後、その信号の位
相を時間に関して４５°進ませる位相シフト回路３２に
入力される。そして、これら２つの信号は加算回路４１
に入力され加算される。この加算信号は、ちょうど第３
図に示した従来装置の（４）式と同一のものとなる。

この加算信号は、位置指示器のコイルＰＣに供給する電
流の基となった基準信号発生回路５１の基準信号と比較
し７．２その位相差を検出するため、位相差検出回路６
１に入力される。

位相差検出回路６１により求めた位相差は、処理回路７
１に入力され、その第１のメモリー（図示せず）に第１
のグリット構成に関する位相差として格納される。この
位相差は、第１図下方図に示す位相差パターンＰ１の符
号Ａに対応する移相角である。

次の第２の時間間隔においては、セレクタ回路１１は第
２のグリット導体の第１のグループの２つの端子Ｒａ２
１　、Ｒｂ２ｆｆを後段の回路Ｇ；＝接続する。各回路
により、同様に処理され、処理回路７１゜の第２のメモ
リ（図示せず）には、この第１のグループに関する位相
差（位相差パターンＰ２１の符号Ｂに対応する移相角）
が保持される。

次の第３の時間間隔においては、セレクタ回路１１は第
２のグリット・導体の第２のグループの２つの皓子Ｒａ
２２　、ｉマｂ２２を後段回路、に接続するよう切り換
えられ、同様に処理された後５、処理回路７１の第３の
メモリー　（図示せず）にこの第２のグループに関する
位相差（位相差パターンＰ　２２の符号Ｃに対応する位
相角）が格納される、この場合、先に述べた２つのレベ
ル検出回路２１．２２により検出された各グリシ）導体
の信号レベルは処理回路７１Ｃ１こ入力されており、処
理回路７１．内では、その信号レベルが所定のレベルを
越えたもので有るか否かを判定することにより各グリッ
ト導体に誘導された信号が有効なものであるか否かを判
定している。

従って、第１図に示すように位置指示器のコイルＰＣが
図示された位置にある場合には、第２のグリット構成お
よび第３のグリット構成に発生する信号レベルは同等の
ものとなるので、いずれのグリット構成に関してもとめ
られた位相差も利用することができる。なお、この実施
例においては、第２のグリシｉ・構成の第１のグループ
に関する求めた位相差が有効であると判定された場合に
は、後の処理は省略するよ・う構成されている。

また、この場合、第２のグリット構成の各グループの重
複部分のそれぞれのエツジ効果による悪影響を除去する
ため、その重複部分を睦≠←＝＝Ｍｔ棲デ中今禰燗少な
くとも２周期分とすることが望ましい。ωば、シＦ、４
３’Ｊ−ｔ、“Ｃ１，１，に問期１”１ｈす。

処理回路７１は第１のメモリーに格納された位相差から
周期内における位置指示器の位置を検出し、第１のメモ
リーに格納された位相差と第２のメモリーに格納された
位相差とから、位置指示器の存在する周期を特定する。

この周期の特定は位相差パターンＰ１と位相差パターン
Ｐ２１との合成位相差パターンＰ３１の符号りに示す位
相角から求めることができる。これらの結果に基づき位
置指示器の絶対位置を決定することができる。

次に、第２図に示す本発明の第２の実施例について説明
する。

この装置の第１図に示した装置と異なる点は、第１のグ
リット構成についても２つのグリットグループを用いて
いることと、セレクタ１１以降の処理回路を２組設けた
点である。

この第２図に示した装置においては、ピッチＬのグリッ
ト導体Ａｌｌ、Ｂｌｌにより形成されるグリット構成を
第１のグリット構成の第１のグループと称し、以下ピッ
チＬのグリット導体ＡＩ２、Ｂ１２により形成されるグ
リット構成を第１のグリット構成の第２のグループ、ピ
ッチし＋ΔＬのグリット導体Ａ２１．Ｂ２１により形成
されるグリット構成を第２のグリット構成の第１グルー
プ、ピッチし＋ΔＬのグリット導体Ａ２２、Ｂ２２によ
り形成されるグリット構成を第２のグリット構成の第２
のグループと呼ぶことにする。

セレクタ１１は第１の時間間隔においては第１のグリッ
ト構成の第１のグループと第２のグリット構成の第１の
グループから得られる信号を後段のそれぞれの処理回路
に接続し、第２の時間間隔においては第１のグリット構
成と第２のグリット構成の第２のグループから得られる
信号を後段のそれぞれの処理回路に接続するよう制御さ
れる。

今、位置指示器のコイルＰＣに基準信号発生回路５１の
基準信号に基づきａｓｉｎωｔの交流電流が供給されて
いるとする。

セレクタ１１は第１の時間間隔において第１のグリット
構成の第１のグループの出力端Ｐａ１ｌに誘導される電
圧信号をレベル検出回路２１に接続し、出力端Ｐ　ｂｌ
ｌに生じる電圧信号をレベル検出回路２２に接続し、さ
らに、第２のグリット構成の第１のグループの出力端Ｒ
ａ２１　、Ｒｂ２１に生じる電圧信号をそれぞれレベル
検出回路２３．２４に接続する。これらのレベル検出回
路は入力されたそれらの信号が有効か否かを判定するた
め処理回路７１に接続している。

一方、それぞれのレベル検出回路２１〜２４を通過した
信号はそれぞれのグリット構成のグループ毎に位相シフ
ト回路３１．３２および３３．３４に入力され、ぞれぞ
れの加算回路４１．４２で加算されその合成信号はそ木
ぞれ対応する位相差検出回路６１．６２に入力され、基
準信号発生回路５１の基準信号との位相差が測定される
。この時の位相差検出回路６１の出力信号は第２図下方
に示した位相差パターンｐＨすなわち第１のグリット構
成の第１のグループに関する符号Ａに対応する位相角で
あり、位相差検出回路６２の出力信号は第２図下方に示
した位相差パターンＰ２１の符号Ｂに対応する位相角と
なっている。これらの位相角は、処理回路７１の第１の
メモリおよび第３のメモリにそれぞれ第１のグリット構
成の第１のグループに関する位相差および第２のグリッ
ト構成の第１のグループに関する位相差として保持され
る。

同様に第２の時間間隔においては、第１のグリット構成
の第２のグループの出力端Ｐａ１２　、Ｐｂ１２と第２
のグリット構成の第２のグループの出力１Ｒａ２２　、
Ｒｂ２２とがセレクタ１１により後段のそれぞれの処理
回路に接続され、同様に処理されて、第２図下方図に示
す位相差パターンＰ１２とＰ２２の符号Ｃ，Ｄに示す位
相角がそれぞれ処理回路７１の第２のメモリと第４のメ
モリにおのおの第１のグリット構成の第２のグループお
よび第２のグリット構成の第２のグループに関する位相
差として格納される。第１のメモリおよび第３のメモリ
に格納された位相差または第２のメモリおよび第４のメ
モリに格納された位相差により位１指示器の位置を決定
することができる。

今、第２図に示す位置に位置指示器のコイルが存在する
場合には、第１の時間間隔における処理動作だけでもそ
の位置を求めることが可能である、従って、このような
場合には、この実施例では第２の時間間隔における処理
を省略している。

以上の説明においては、Ｘ方向についてのみ説明したが
Ｘ方向の位置読取りについても全く同様の構成および処
理を行なうことが可能である。Ｘ方向に関するグリット
構成と直角のＸ方向に展開されたグリット構成を設け、
さらに、これらＸ方向のグリット構成に誘導された電圧
信号を処理する回路群を設ければよい。

さらに、上記の実施例装置は、位置指示器のコイルに交
流電流を供給する方式のものについて述べたが、グリッ
ト構成群に交流電流を供給し、位置指示器のコイルによ
り電圧信号をピックアップするよう構成してもよい。こ
の場合には、例えば第１図に示したようなグリット構成
を有した装置を考えると、まず、第１のグリット構成の
端子Ｐａ１に例えば基準信号となるａｓ１１１ωｔの交
流電流を供給し、第１のグリット構成のグリフ１−導体
Ａに関する誘導電圧信号を位置指示器のコイルＰＣによ
りピックアップする。

このピックアップされた信号を１時的に装置のメモリに
格納しておく。その間に今度は第１のグリット構成のグ
リット導体Ｂに関する誘導電圧信号を位置指示器のコイ
ルＰＣによりピックアップし、装置のメモリに格納する
。そして、これらの信号に関してそれぞれ位相シフトシ
た後、加算し合成信号を作成し基準信号との位相差を検
出する。以下、次々と第２のグリット構成、第３のグリ
ット構成を形成する各グリット導体に交流電流を印加し
、上述の処理を行うことにより位置指示器の位置を検出
することができる。

〔発明の効果〕

以上、説明したように、本発明によれば精度を損なうこ
となく大領域のタブレットを形成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す構成説明図、第２
図は本発明の第２の実施例を示す構成説明図、第３図は
従来の装置の構成を示す説明図である。 １−・−・−・セレクタ １〜２４　−−−−−−・・−・・・レベル検出回路１
〜３４　・−一〜−〜−−−−一・位相シフト回路１〜
４２−・−・−−ｍ−−−・加算回路１〜６２−ｍ−〜
−・−−一−−−位相差検出回路１　・・−・−・−−
−−一処理回路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 所定のくり返し周期でジグザグ状に折り返して形成され
   るグリット導体が平面上に複数個設けられ、位置指示器
   との相互作用により上記複数個のグリット導体に関連し
   て取得された信号の基準信号との位相差を測定すること
   により平面上の上記位置指示器の指示位置の座標を決定
   する位相差検出方式電磁誘導タブレットにおいて、 上記位置指示器の指示位置が上記くり返し周期における
   ある周期内における位置を決定するためのグリット構成
   とこの周期内位置検出グリット構成と協働して上記位置
   指示器の存在する周期を特定するための周期特定グリッ
   ト構成の少なくとも一方のグリット構成を複数個のグリ
   ット導体から成る複数のグリット構成グループにより形
   成し、上記それぞれのグリット構成またはグループに関
   連して取得された信号の基準信号との位相差を測定する
   位相差検出手段とを有し、 これら測定された複数の位相差から位置指示器の位置座
   標を決定するよう構成してなる位相差検出方式電磁誘導
   タブレット。