JPH02249019A - 座標入力装置 - Google Patents

座標入力装置

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JPH02249019A
JPH02249019A JP1069843A JP6984389A JPH02249019A JP H02249019 A JPH02249019 A JP H02249019A JP 1069843 A JP1069843 A JP 1069843A JP 6984389 A JP6984389 A JP 6984389A JP H02249019 A JPH02249019 A JP H02249019A
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sense line
signal
circuit
coordinate
line group
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Shinji Saeki
真治 佐伯
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Seiko Instruments Inc
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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、コンピュータ等の情報処理装置へ座標入力を
行う座標入力装置に関し、特に電磁誘導現象を応用した
座標入力装置に関するものである。
[発明の概要] 本発明は、XY直交座標軸の各々の軸に沿って敷設され
た2つのセンスライン群のうち一方のセンスライン群を
励磁回路により順次励磁して、この励磁信号に共振する
共振回路を有する座標指示器をセンスラインに近づけた
とき、他方のセンスライン群に誘導される誘導信号を順
次信号処理回路により処理し、処理された誘導信号の大
きさを誘導信号記憶回路に記憶し、この誘導信号から座
標指示器の位置すなわち座標を求めるようにした座標入
力装置である。
[従来の技術] 従来の座標入力装置としては、本出願人の発明した特開
昭52−96825号、特開昭55−96411号があ
る。
これらの座標読取装置は、座標指示器より発生する交番
磁界によりXY直交座標軸に沿って敷設された2つのセ
ンスライン群に誘導する誘導信号を順次検出し、各セン
スラインの誘導信号の大きさを比較することにより座標
を求めていた。
[発明が解決しようとする課題] しかしこの従来の座標入力装置では、座標指示器から交
番磁界を発生させるために座標指示器へ励磁信号を座標
入力装置本体から与える必要があり、そのために座標入
力装置本体と座標指示器をケーブルで接続しなければな
らなかった。このため、操作者が座標入力装置上で文字
や図形を入力するとき、このケーブルが座標指示器の自
由な動きを制限し座標人力装置を非常に操作性の悪いも
のにしていた。
本発明の目的は、このような従来の欠点を改善したもの
であり、座標入力装置本体と座標指示器を接続している
ケーブルを排除し、操作性の良い座標入力装置を提供す
ることにある。
[課題を解決するための手段] 本発明は従来の前記問題点を解決するために、xy直交
座標軸の一方の軸に平行で、かつ互いに等間隔に敷設さ
れた複数のセンスラインを存する第1のセンスライン群
と、他方の軸に平行で、かつ互いに等間隔に敷設された
複数のセンスラインを有する第2のセンスライン群と、
第1のセンスライン群を順次選択する第1の走査回路と
、第1の走査回路に接続され第1のセンスライン群を励
磁する励磁回路と、第2のセンスライン群を順次選択す
る第2の走査回路と、第2の走査回路に接続され第2の
センスライン群に誘導される誘導信号を処理する信号処
理回路と、信号処理回路により処理された誘導信号の大
きさを記憶する誘導信号記憶回路と、この記憶された誘
導信号から座標を求める制御回路と、コイルとコンデン
サより構成され励磁回路の励磁信号に共振する共振回路
を有する座標指示器とを設けた構成としたものである。
[作 用] 本発明による座標入力装置では、第1のセンスライン群
から発生する交番磁界により座標指示器の共振回路が共
振し、第2のセンスライン群にはこの共振した座標指示
器から発生する交番磁界により誘導信号が誘起されるこ
とを利用している。
第1の走査回路によって順次励磁されていく第1のセン
スラインと座標指示器の距離が近いとき、座標指示器の
共振回路にはより大きな電流が流れる。このとき、第2
の走査回路によって順次選択される第2のセンスライン
と、前記座標指示器の距離が近ければ、第2のセンスラ
インにはより大きな誘導電流(誘導信号)が発生する。
例えば、励磁されている第1のセンスラインが座標指示
器の真下に選択され、かつこの座標指示器の真下に第2
のセンスラインが選択されているとき最も大きな誘導信
号が発生する。したがって、選択された第1および第2
のセンスラインの位置にしたがいそのとき検出した誘導
信号の大きさを誘導信号記憶回路へ記憶させ、制御回路
により記憶させたその大きさを比較することにより座標
指示器の位置すなわち座標を求めることが出来る。
[実施例コ 以下本発明の一実施例を第1図ないし第7図に基づき説
明する。第1図に、本発明による座標人力装置の構成図
を示す。図において、1はセンスライン群を示し31は
センスライン)’1−ynを有する第1のセンスライン
群、S2はセンスラインX、〜xl11を有する第2の
センスライン群、2は第1のセンスライン群S1を順次
選択する第1の走査回路、3は第2のセンスライン群S
2を順次選択する第2の走査回路、4は第1のセンスラ
イン群S1を励磁する励磁回路、5は第2のセンスライ
ン群S2に発生する誘導信号を処理しデジタル化する信
号処理回路、6は一般的なcpu回路で構成される制御
回路、7はデジタル化された誘導信号を記憶する誘導信
号記憶回路、8は共振回路(図示しない)を有する座標
指示器である。
第2図に、第1の走査回路2の詳細な構成図を示す。な
お、第1図と同一記号のものは第1図と同じものを示す
。20はデコーダ、21はスイッチ素子211〜21.
を有するアナログスイッチ群、100は励磁回路4より
出力される励磁信号、101は制御回路6より出力され
る選択信号である。また、第2の走査回路3の詳細は図
示しないが、第1の走査回路2と同一の構成であり、異
なる点は第1の走査回路2へは励磁信号100が入力さ
れているのに対し、第2の走査回路3からは誘導信号1
03が出力される点である。
第3図に、信号処理回路5の詳細な構成図を示す。50
は増幅部、51は検波部、52は平滑部、53はAD変
換部である。
第4図に、座標指示器8に含まれる共振回路を示す。8
0はコイル、81はコンデンサでありLC共振回路を構
成する。
第5図に各信号の波形図を、第6図に座標算出のための
説明図を、第7図に誘導信号記憶回路7の説明図を示す
。以下本実施例の動作について説明する。
第1図において、座標指示器8がセンスラインx4とセ
ンスラインy4の交わるところ(第1図A部)に位置し
ていた場合について説明する。励磁回路4からは励磁信
号100(614,4K H2の正弦波)が第1の走査
回路2へ出力されている。
まず、第1の走査回路2は制御回路6より出力される選
択信号101により第1のセンスライン群S1のセンス
ラインy、を選択する。すなわち、第2図においてデコ
ーダ20は選択信号101によりアナログスイッチ21
1をオンし、励磁信号100を第1のセンスラインy1
へ供給し、センスラインy1から614.4KHzの磁
界を発生させる。一方、第2の走査回路3はこの間に制
御回路6より出力される選択信号102により第2のセ
ンスライン群S2をXI+  X2  ・・・Xイと順
次選択していく。そして、第2のセンスライン群の走査
が−通り終了したならば次に、第1の走査回路2は制御
回路6より出力される選択信号101により第1のセン
スライン群S1のセンスラインy2を選択し、第2の走
査回路3はこの間に制御回路6より出力される選択信号
102により第2のセンスライン群S2をxl+X2 
 ・・・X、と順次選択していく。以下同様にこの走査
を繰り返し、最後に第1の走査回路2は第1のセンスラ
イン群S1のセンスラインy7を選択し、第2の走査回
路3はこの間に第2のセンスライン群S2をXl+X2
  ・・・xffiと順次選択していく。
ここまでの一連の選択動作(この選択動作を走査と呼ぶ
)、すなわちセンスラインy、とセンスラインX、の選
択からセンスラインyllとセンスラインX、の選択ま
での走査を全面走査と呼ぶ。信号処理回路5は、全面走
査中順次選択される第2のセンスライン群S2に発生す
る614.4KH2の誘導信号103を波形整形し、そ
の大きさを順次デジタル化し誘導信号104とする。さ
らにデジタル化された誘導信号104は、制御回路6に
より誘導信号記憶回路7へ順次記憶されていく。
誘導信号記憶回路7への記憶方法の詳細については後述
する。
ここで、上記誘導信号についての詳細を第5図を基に説
明する。第5図は、座標指示器が第1図のA部に位置し
ているときの波形図で、第1の走査回路2および第2の
走査回路3へ入力される選択信号101.102と誘導
信号103と信号処理回路5においてAD変換される前
の誘導信号(第3回の信号106)を示す。aは、A部
の真下すなわち第1のセンスラインy、と第2のセンス
ラインx4が選択されたときの誘導信号であり全面走査
の中で検出した信号のうち最も大きな信号となる。その
理由は、第1のセンスライン群のうち座標指示器8と最
も距離の近いセンスラインy、を選択したとき座標指示
器の共振回路には最も大きな電流が発生し、第2のセン
スライン群のうち座標指示器8との距離が最も近いセン
スラインX4を選択したとき座標指示器から発生ずる磁
界により最も大きな誘導電流(誘導信号)が発生するか
らである。
bおよびCは、A部の左右すなわち第1のセンスライン
y4と第2のセンスラインx3が選択されたとき、およ
び第1のセンスラインy4と第2のセンスラインx5が
選択されたときの誘導信号である。誘導信号すおよび誘
導信号Cの大きさは、座標指示器8の共振回路に流れる
誘導電流は同じであるが、座標指示器8と選択された第
2のセンスラインの距離かはなれている分、誘導信号a
より小さくなる。またdおよびeは、A部の上下すなわ
ち第1のセンスラインy3と第2のセンスラインX4 
x4が選択されたとき、および第1のセンスラインy5
と第2のセンスラインx4が選択されたときの誘導信号
である。誘導信号dおよび誘導信号eの大きさは、誘導
信号を検出する第2のセンスラインが共通であるが、座
標指示器8と選択された第1のセンスラインの距離かは
なれている分、座標指示器8の共振回路に流れる誘導電
流が小さくなり、誘導信号aより小さくなる。
以上、誘導信号a −eについて説明したが、他の信号
についても第1のセンスライン群S1および第2のセン
スライン群S2の中から選択されるセンスラインの位置
と座標指示器8の位置関係によりその大きさは決まる。
なお、第1のセンスライン群S1と第2のセンスライン
群S2とは直行しているので、基本的に第2のセンスラ
イン群2には第1のセンスライン群1から発生する信号
に直接誘導されることはない。したがって、以上説明し
たように、第1のセンスライン群S1および第2のセン
スライン群S2の中から選択されるセンスラインの位置
と座標指示器8の位置関係により誘導信号の大きさを考
えることができる。
次に、制御回路6は誘導信号記憶回路7に記憶されてい
る誘導信号Gと基づき座標を算出する。ここで上記5つ
の誘導信号a −eに着目し、座標算出の方法について
説明する。
最初に、X座標の算出方法について第6図を基に誘導信
号a −、b −、cに着目し説明する。第69図(1
)は、第1図に示すA部周辺を拡大したものであり、座
標指示器8がセンスラインy4の中心上をセンスライン
群イの中心LOからセンスラインx4とセンスラインx
5の間L1へ移動する場合を考える。第6図(2)およ
び(3)は、座標指示器8がLOおよびLlに位置して
いるときの誘導信号a、b、cについて示したものであ
る。
まず、第6図(2)に示した座標指示器8がLOに位置
する場合について説明する。前述したように誘導信号a
は、センスラインy4を選択している間にセンスライン
x4を、誘導信号すはセンスラインx3を、誘導信号C
はセンスラインx5を選択したときの信号である。この
とき、誘導信号aが最も大きな値になり、誘導信号すと
Cは、座標指示器8とセンスラインx3の距離および座
標指示器8とセンスラインX、の距離が同じため等しく
なる。次に、第6図(3)に示した座標指示器8がLl
に位置する場合について説明する。このとき誘導信号a
とCは、座標指示器8とセンスラインx4の距離および
座標指示器8とセンスラインX、の距離が同じため等し
くなる。ここで、本出願人が提案した方式(特開昭55
−96411)を適用し座標を算出することができる。
すなわち上記誘導信号を基に次式で定義される計算を行
う。
式−I  Q−(V、−V□l ) / (V、 −V
p−1)ただし、V p+ I 〉V p−1 上式において、誘導信号aを■2に、誘導信号すをVp
−1に、誘導信号CをVp、、に代入し、座標指示器8
をLOからLlへ移動させたときのQの変化を第6図(
4)に示す。座標指示器8がLOの位置にあるときQ=
1となり、座標指示器8がLlの位置にあるときQ=0
となる事は上述した説明より明らかである。また、座標
指示器8がLOとLlの間に位置するときQは、この位
置と1対lに対応したO<Q<1の範囲の値をとる。
したがって、このQの特性をあらかじめ実験的に求めて
おくことにより、誘導信号a、b、cからQを算出し、
このQからセンスライン上のLOL1間における座標指
示器の正確な位置を求めることができる。さらに、この
Qと誘導信号aを検出したセンスラインの位置によりX
座標を求めることができる。なお、この座標算出方式の
詳細については、特開昭55−96411に述べられて
いるのでここでは省略する。
つぎに、Y座標の算出方法について第6図を基に誘導信
号a、d、eに着目し説明する。Y座標についても上述
したX座標と同様に考えることができる。第6図(1)
において、座標指示器8がセンスラインx4の中心上を
センスラインy4の中心LOからセンスラインy4とセ
ンスラインy、の間L2へ移動する場合を考える。第6
図(5)および(6)は、座標指示器8がLOおよびL
2に位置しているときの誘導信号a、d、eについて示
したものである。まず、第6図(5)に示した座標指示
器8がLOに位置する場合について説明する。前述した
ように、誘導信号aはセンスラインy4を選択している
間にセンスラインX4を、誘導信号dはセンスラインy
3を選択している間にセンスラインX、を、誘導信号e
はセンスラインy5を選択している間にセンスラインX
4を選択したときの信号である。このとき、誘導信号a
が最も大きな値になり、誘導信号d、、!:eは、座標
指示器8とセンスラインy3の距離および座標指示器8
とセンスラインy5の距離が同じため等しくなる。次に
、第6図(6)に示した座標指示器8がL2に位置する
場合について説明する。
このとき誘導信号aとeは、座標指示器8とセンスライ
ンy4の距離および座標指示器8とセンスラインy、の
距離が同じため等しくなる。したがって、前述したX座
標の場合と同様に座標指示器8をLOからL2へ移動さ
せたときのQの特性を、式−1に基づき誘導信号aを■
2に、誘導信号dをV2−1に、誘導信号eをVp。1
に代入し求めると第6図(7)に示したようになる。こ
れは、第6図(4)、のX座標の場合の特性とほぼ同様
の特性が得られ、X座標の場合と同様にこのQの特性を
用いてY座標を求めることができる。
なお、以上の処理は一般的なCPU回路で構成される制
御回路6において、誘導信号記憶回路7に記憶されてい
る誘導信号104を読み出すことにより行われる。
ここで、誘導信号104の誘導信号記憶回路7への記憶
方法および誘導信号記憶回路7からの読み出し方法につ
いて第7図に基づき説明する。
誘導信号記憶回路7は、ランダムアクセスメモリ (R
AM)により構成され、その読み書きの制御は制御回路
6により行われる。第7図は、誘導信号104をランダ
ムアクセスメモリへ記憶させるメモリマツピングについ
て示したものであり、アドレスを1001番地から割り
当てた場合である。なお、アドレスは説明を簡単にする
ためデシマル表示としている。第1図に示した実施例の
場合、0本のセンスラインを有する第1のセンスライン
群S1とm本のセンスラインを存する第2のセンスライ
ン群S2の選択の組合せは、nXm通りとなる。したが
って、全面走査を一回行ったときの誘導信号104をす
べて記憶させるのに必要な誘導信号記憶回路7のアドレ
ス空間は、nXmバイト(AD変換された誘導信号10
4を8ビツトデータとする)となり、アドレスは100
1番地から1000+(nXm)番地となる。そして、
誘導信号104は、制御回路6により全面走査を行った
順に誘導信号記憶回路7へ1001番地から順次記憶(
書き込み)されて行く。すなわち、第1の走査回路2に
よりy番目(1≦y≦n)のセンスラインが、第2の走
査回路3によりX番目(1≦X≦m)のセンスラインが
選択されたときの誘導信号104は、誘導信号記憶回路
7の1000+ (y−1)xm+x番地へ記憶される
。この方法にしたがい、上記実施例の第6図で示した誘
導信号a −eは、第7図に示したアドレスへ記憶され
る。
次に、誘導信号記憶回路7から誘導信号a ”−eを読
み出す方法について説明する。まず、誘導信号記憶回路
7の中から最大値を検出することにより誘導信号aがわ
かり、そのアドレス(1000+ 3 m + 4 )
から誘導信号aを検出した第1および第2のセンスライ
ンの位置がわかる。また、誘導信号104は上記方法に
したがい順次誘導信号記憶回路7に記憶されるため、誘
導信号aが記憶されているアドレスの±1のアドレスに
誘導信号aの左右の誘導信号が、すなわち、1000+
3m+3番地に誘導信号すが、1000+3m+5番地
に誘導信号Cが記憶されている。また、誘導信号aが記
憶されているアドレスの十mのアドレスに誘導信号aの
上下の誘導信号が、すなわち、1000+2m+4番地
に誘導信号dが、100Q + 4 m + 4番地に
誘導信号eが記憶されている。
したがって、誘導信号記憶回路7の中から最大値を検出
することにより、座標算出に必要な情報すなわち上記実
施例の場合、誘導信号a ”−’ eおよび誘導信号a
を検出した第1および第2のセンスラインの位置を知る
ことができる。
このように、制御回路6により誘導信号記憶回路7から
誘導信号の最大値およびその最大値を検出した第1およ
び第2のセンスラインの位置、さらに最大値を検出した
誘導信号の上下左右の誘導信号を検出することにより、
前述したように座標を求めることができる。
なお、制御回路6における処理については種々の方法が
考えられる。例えば、走査に関して言えば、全面走査に
て座標算出に必要な誘導信号の最大値を検出したならば
、次回からは全面走査を行わず、検出した誘導信号の最
大値付近のみ走査(この走査を部分走査と呼ぶ)し座標
算出を行う方法である。部分走査の領域として誘導信号
の最大値を検出したセンスラインの上下左右2本ずつと
した場合について、第1図を基に説明する。第1図のA
部に座標指示器8が位置している場合、部分走査の領域
は、第1のセンスライン群S1のセンスラインy2から
y6と、第2のセンスライン群S2のセンスラインx2
からx6の範囲となる。すなわち、センスラインy2と
センスラインx2の選択からセンスラインy6とセンス
ラインx6の選択までの走査を行い、25回種類の誘導
信号を順次誘導信号記憶回路7へ記憶させる。そして、
前記実施例で示した座標算出の処理を行うのである。本
実施例は前記実施例と比較し、誘導信号記憶回路7のア
ドレス空間は25バイトで済み、さらに、−回の走査に
かかる時間が短縮されるため、単位時間当りの座標検出
の能力が向上する利点がある。
また、制御回路6の処理の他の例として、全面走査にお
いて最大値を検出せずに、しきい値判定を行う方法があ
る。すなわち、全面走査においてしきい値より大きな誘
導信号が検出されたならば、上記部分走査へ移る方法で
ある。この方法によると、全面走査中に部分走査へ移行
することが可能となり、最初の座標算出までの時間が短
縮され、座標入力装置の応答性が向上する利点がある。
さらに、座標算出の処理に関しても、前記実施例で示し
た、誘導信号の最大値およびその両隣の信号の3種類を
用いて座標を求める方式に限らず、最大値またはその周
辺の誘導信号を用いて座標を算出する、現在発明されて
いる種々の方式が適用できる。
上記実施例の座標指示器では、第4図に示すように空心
コイル80を用いているが、その換わりに磁性体入りコ
イルを用いると、誘導信号の検出の高効率化が行えるこ
とは言うまでもない。磁性体入りコイルの例として、上
記実施例の励磁信号は周波数を614.4KHzとして
いるので、中波帯のラジオ受信機に用いられているバー
アンチナコイルと同等の特性を持ったものが適している
また、励磁信号についても前記実施例では614.4K
Hzの正弦波を用いているが、周波数、波形は、これに
限定されるものでない。
第8図、第9図に本発明におLjるセンスライン群の他
の実施例を示す。第8図は、センスラインの幅を広げた
もの、第9図は、第2のセンスライン群に誘起する信号
を差動増幅器82へ入力させたものである。この場合走
査回路8は、アナログスイッチ811と81□、81□
と81+、81、と814と順次2つずつオンしていく
。これらのセンスライン群の構成においても、前記実施
例で示した方法で座標を算出することができる。このほ
か、センスラインの巻線数を複数にしたものなど、セン
スラインについても種々の変形が考えられる。
[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、XY直交座標軸の
各々の軸に沿って2つのセンスライン群を敷設し、片方
のセンスライン群を励磁回路により順次励磁して、この
励磁信号に共振する共振回路を有する座標指示器をセン
スラインに近づけたとき、他方のセンスライン群に誘導
される誘導信号を順次信号処理回路により処理し、処理
された誘導信号の大きさを誘導信号記憶回路に記憶し、
この誘導信号から座標を求めるようにしたことにより、
座標入力装置本体から座標指示器へケーブルを介して信
号を与えることが不必要となったため、従来の座標入力
装置にあった座標入力装置本体と座標指示器間のケーブ
ルを排除することができる。
このため、操作者が座標入力装置上で文字や図形を入力
するとき使用する座標指示器は、日常的に使われている
筆記用具と同様の感覚で使用できるものとなり乏座標指
示器の動きに制限を全く加えない操作性の良い座標入力
装置を提供することができる。また、従来の座標入力装
置の欠点の一つとされていた座標入力装置本体と座標指
示器間のケーブルの断線による故障も皆無となり、座標
入力装置の信頼性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す構成図、第2図は走査
回路の詳細な構成図、第3図は信号処理回路の詳細な構
成図、第4図は座標指示器の共振回路図、第5図は各信
号の波形図、第6図は座標算出のための説明図、第7図
は誘導信号記憶回路の説明図、第8図、第9図は、セン
スラインの他の実施例を示す構成図である。 1 ・・・・・ センスライン群 2.3 ・・・ 走査回路 4 ・・・・・ 励磁回路 5 ・・・・・ 信号処理回路 6 ・・・・・ 制御回路 7 ・・・・・ 誘導信号記憶回路 8 ・・・・・ 座標指示器 出願人 セイコー電子工業株式会社 代理人 弁理士 林  敬 之 助 y2 n 第2図 走査回路の構成図 5! 第3図 信号処理回路の構成図 第4図 座標指示器の共振回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. XY直交座標軸の一方の軸に平行で、かつ互いに等間隔
    に敷設された複数のセンスラインを有する第1のセンス
    ライン群と、他方の軸に平行で、かつ互いに等間隔に敷
    設された複数のセンスラインを有する第2のセンスライ
    ン群と、前記第1のセンスライン群を順次選択する第1
    の走査回路と、該第1の走査回路に接続され前記第1の
    センスライン群を励磁する励磁回路と、前記第2のセン
    スライン群を順次選択する第2の走査回路と、該第2の
    走査回路に接続され前記第2のセンスライン群に誘導さ
    れる誘導信号を処理する信号処理回路と、該信号処理回
    路により処理された前記誘導信号の大きさを記憶する誘
    導信号記憶回路と、該誘導信号記憶回路に記憶された前
    記誘導信号から座標を求める制御回路と、コイルとコン
    デンサより構成され前記励磁回路の励磁信号に共振する
    共振回路を有する座標指示器とから構成されることを特
    徴とする座標入力装置。
JP1069843A 1989-03-22 1989-03-22 座標入力装置 Pending JPH02249019A (ja)

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