JPH04141716A - ワイヤレス座標読取装置 - 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、コンピュータ等の外部装置へ座標入力を行う
座標読取ｇ置に関し、特に座標読取装置本体と座標指示
器との間ζこ信号線で接続するａ・要のないワイヤレス
座標読取装置ｃ二関するものである。

〔従来の技術〕

本出願人は、すでにワイヤレス座標読取装置において、
座標指示器に設けらねたスイッチの状態を検出する技術
について出願している。この原理を第７図によって説明
すると、まず、スイッチ１０７と第２のコンデンサ１０
８の直列回路をコイル〕０５と第１のコンデンサ１０６
による共振回路ムこ並列に接続して座標指示器を構成す
る。励磁ライン１０２とセンスライン１０３を直交して
配置してセンスライン板１０１となし、励磁ライン１０
２に励磁信号として交流信号を与え、センスライン１０
３上に誘導される誘導信号を観測する。

座標指示器１０４をセンスライン板】０１上においてス
イッチ１０７をオン／オフする。スイッチ１０７がオフ
の場合、誘導信号と励磁信号とは回路の特性による一定
の位相差をもって誘導する。スイッチ１０７がオンにな
ると、共振回路には第２のコンデンサ１０８が並列に接
続されるので共振周波数は低い方に変化し、誘導信号の
位相はオフの場合に比べて遅れる。この位相の遅れを検
出することによってスイッチの状態を判定することがで
きる。

〔発明が解決しようとする課題〕

一方、この種の座標読取装置を使う側からは、座標情報
すなわち平面内のｘｙ軸の位置以外に第３軸目の連続情
報を得たいという要求がある。

その要求の一例を説明する。

座ｊ５　ｆｆ、爪装置はグラフインクデイスプレィシス
テムの中で画面の位置指定や命令入力などに使われるこ
とが多い。例えば、第８図は西面の拡大／縮小に使われ
る場合の説明図である。ｉｅｉ面には、命令を入力する
ための「メニュー」と呼ばれる領域２００が定義され表
示されている９画面にはまた座標読取装置の出力する座
標情報によってその表示位置が制御される「カーソル」
２０１が表示されている。（第８図（ａ）） 操作の一例を説明する。操作者は、まずメニューの中か
ら拡大／縮小の命令にカーソルを合わせ、座標指示器の
スイッチを押す。（第８図（ｂｌ）続いて拡大／縮小の
中心となる点Ｐを入力する。（第８図（Ｃ））拡大／縮
小命令の入力によって画面には拡大率設定領域２０２が
表示される。操作者はこの領域にカーソルを合わせスイ
ッチを押しながらカーソルを移動させる。（第８図（ｄ
））このシステムでは拡大率設定領域内のカーソルの位
置が拡大／縮小率になるようにプログラミングされてい
るのである。

このシステムの例では、第３軸目の連続情報を座標情報
の内の１軸の情報とスイッチ情報とを合成して作成して
いる。このような面倒な手続をとらなければならない原
因は、従来の座標読取装置がＸＹ平面での座標情報を出
力するように構成されているからである。しかし、座標
読取装置を使う側ではこの例のように連続的に得たい情
報が２軸以上ある。

本発明は、上記の背景のもとになされたもので、主たる
目的は座標読取装置本体と座標指示器との間を信号線で
接続する必要のないワイヤレス座標読取装置であって、
座標指示器に設けた可変抵抗器の状態を検出し外部に出
力することのできるワイヤレス座標読取装置を実現する
ことである。

（ｖ１題を解決するための手段〕 上記課題を解決するために本発明では、複数の励磁ライ
ン群と複数のセンスライン群を重ねて配置したセンスラ
イン板と、座標指示器とによって構成され、励磁ライン
群に順次交流信号を与えると同時に、センスライン群を
順次選択し、センスラインに誘導した誘導信号から座標
指示器が置かれた位置の座標値を求めるワイヤレス座標
読取装置において、座標指示器はコイルと第１のコンデ
ンサによる共振回路に可変抵抗器と第２のコンデンサの
直列回路を並列に接続して構成し、励磁ライン群に与え
た交流信号と、センスラインに誘導した誘導信号とを入
力して、誘導信号の位相を検出し位相信号として出力す
る位相検出回路と、座標読取装置各部を制御するととも
に、位相信号を入力して、位相信号から座標指示器の可
変抵抗器の状態を検出する制御装置とを設けたものであ
る。

〔作用〕

このように構成した座標読取装置において、励磁ライン
群に順次励磁信号である交流信号を与え、同時にセンス
ライン群を選択してい（過程で、選択された励磁ライン
とセンスラインの近傍に座標指示器がおかれていると、
センスラインには誘導信号が発生する。

座標指示器の可変抵抗器がある位置に設定されている場
合、設定された抵抗値で第２のコンデンサが共振回路に
接続されているので、共振回路はその条件での共振周波
数をとる。このとき誘導信号の位相は励磁信号とは一定
の位相差をもつことになる。可変抵抗器が操作されると
、共振周波数が変化することによって誘導信号の位相も
変化する。

位相検出回路は、センスラインに誘導した誘導信号の位
相を励磁信号の位相と比較して変化量を位相信号として
検出し、制御回路はこの位相信号を入力して可変抵抗器
の状態を検出するのである。

〔実施例〕

以下本発明の第１の実施例を第１図ないし第５図に基づ
き説明する。

第１図、第２図および第３図に本発明による座標読取装
置の構成図を示す。

第１図において、１はセンスライン板であり、励磁ライ
ン群２とセンスライン群３が敷設されている。励磁ライ
ン群２とセンスライン群３は折り返しループをなし、お
互いが等間隔になるよう並べられている。第１の実施例
では、励磁ライン群２とセンスライン群３とは直交して
配置されてい４は励磁走査回路であり、励磁ライン群２
と各励磁ラインが接続される。励磁走査回路４はアナロ
グスイッチ等の複数の電子的スイッチ素子で構成されて
おり、後述する励磁回路６から供給される励磁信号ｄｓ
を選択した１本の励磁ラインに与えるようになっている
。

５はセンス走査回路であり、センスライン群３の各セン
スラインが接続される。該センス走査回路は、励磁走査
回路４と同様に電子的スイッチ素子で構成され、センス
ラインの１本を選択して、後述する増幅検波回路７およ
び位相検出回路８に接続するようになっている。

６は励磁回路である。後述する制御回路９から励磁クロ
ックｄｃを入力し、これを波形整形、増幅して励磁信号
ｄｓＬとて出力する。

７はセンスライン群３に誘導した誘導信号ｉｓを増幅検
波し、誘導信号の振幅信号ａｓ比出力る増幅検波回路で
ある。この回路は座標４Ｊ算出のために使われる。

８は誘導信号ｉｓの位相信号ｐｓを検出する位相検出回
路である。この詳細な構成図を第２図に示す。８１は増
幅回路、８２はコンパレータである。

増幅回路８１には、センス走査回路５から誘導信号ｉｓ
が入力される。コンパレータ８２の出力は排他的論理和
回路８３の一方の入力に接続される。排他的論理和回路
８３の他方の入力には、励磁クロックｄ’ｃが入力され
、出力は抵抗とコンデンサによって構成される積分回路
８４に接続されている。この回路では励磁クロックｄｃ
を基準位相信号とし、誘導信号ｉｓの位相を、積分回路
８４に充電される電圧信号として検出するようになって
いる。

この実施例に示した位相検出回路８の構成は、励磁クロ
ックｄｃに対して誘導信号ｉｓの位相の差を検出する回
路であり、進み遅れは検出できない。しかし、設計事項
として位相検波するための基準信号の取り方、回路特性
等に自由度があり、設計によっては誘導信号が基準信号
と比較して進み、遅れの挙動を示すことも考えられる。

このような場合は、位相の進み遅れを検出する回路を設
ければよい。この回路は容易に実現できる。

位相検出回路の構成は本発明にとって本質的なものでは
なく、要は２つの信号の位相差を検出する回路であれば
よいのであって、この回路に限定されるものではない。

再び第１図に戻り説明を続ける。制御回路９は各部を制
御するとともに、各信号を入力して演算し、座標値およ
び座標指示器の可変抵抗器の状態を求める。前記励磁走
査回路４には選択する励磁ラインを指示するドライブア
ドレスｄａｄｒｓを、センス走査回路５には選択するセ
ンスラインを指示するセンスアドレス５ａｄｒｓを与え
る。また、座標値を算出するために振幅信号ａｓを可変
抵抗器の状態を検出するために位相信号ｐｓをそれぞれ
入力する。この制御回路９はマイクロプロセッサによっ
て実現され、各演算処理はプログラムによって行われる
。

１０は座標指示器であり、その回路を第３図に示す。コ
イル１１と第１のコンデンサ１２は共振回路を構成して
いる。この共振回路の共振周波数は、前記励磁クロック
ｄｃの周波数周辺にしておけば良く、必ずしも一致させ
る必要はない。

可変抵抗器１３と第２のコンデンサ１４は直列に接続さ
れて前記共振回路に対し、並列に接続される。

次に動作について説明する。まず励磁ライン群２とセン
スライン群３を選択する動作と座標算出動作について説
明する。

制御回路９は、ドライブアドレスｄａｄｒｓを出力して
励磁ラインの１本を選択する。これによって励磁回路６
の出力は選択された励磁ラインに接続され、前記励磁ラ
インは交流磁界を発生する。

制御回路９は１本の励磁ラインを選択している間に、セ
ンスアドレス５ａｄｒｓを出力してセンスライン群３を
順次選択していく。選択されたセンスラインは増幅検波
回路７および位相検出回路８に接続されることになる。

制御回路９はこの操作を繰り返す。この操作を「走査」
と呼ぶ。

座標指示器１０がセンスライン板１上にない場合は、励
磁ライン群２とセンスライン群３とが直交している関係
から、選択された励磁ラインには何の信号も誘導しない
、しかし、座標指示器１０がセンスライン板１上に置か
れると、センスライン群３の各センスラインには、セン
スライン板１と座標指示器１０との位置関係に応した誘
導信号ｉｓが誘導される。これは励磁ライン、コイル１
１、センスラインの３者間のｔ磁結合による効果のため
である。

第４図は、誘導信号ｉｓを走査のタイミング図として示
したものである。第１図を例にして、励磁ライン群２を
図の上部から下部へ、センスライン群３を図の左側から
右へ走査した場合を示している。コイル１１の位置ｐは
励磁ラインｄ２とセンスラインＳ２の交差する領域にな
る。

いま、励磁ラインｄＯとセンスラインＳＯが選択されて
いるような場合、すなわち、両者の交差する領域がコイ
ル１１の位置ｐから遠く離れている場合は誘導信号ｉｓ
は観測されない。励磁ラインとセンスラインの交差する
領域がコイルの位置ｐに近づくにつれ、誘導信号１Ｓは
大きくなり、励磁ラインｄ２とセンスライフｓ２が選択
されたときに量水となる。誘導信号】Ｓは第４図のタイ
ミング図に示したような分布になる。

誘導信号ＩＳは、増幅検波回路７によって振幅信号ａｓ
に変換され、その大きさが制御回路９によって読み取ら
れる。座標算出の方法は本発明の主旨ではないので詳細
は省略するが、制御回路９は第４図のタイミング図で示
すところの信号ＩＳｐ、１ｓｘ１．１ｓｘｈ、１ｓｙｌ
、１ｓｙｈの振幅信号から座標指示器１０の置かれた位
置の座標イ直を算出する。

次に座標指示器の可変抵抗器の状態を検出する動作につ
いて説明する。

制御回路９は前述したようにセンスライン板１の走査を
行う。その間誘導信号ＩＳは位相検出回路８に入力され
て位相信号ｐｓに変換される。この位相検出回路８の動
作を第５図のタイミング図によって説明する。図面にお
いて、ｄｃは励磁クロック、ｄｓは励磁信号、ｉｓは誘
導信号である９座標指示器１０の可変抵抗器１３がある
位置に設定されている場合、共振回路には可変抵抗器の
抵抗値を介して第２のコンデンサが接続されているので
、誘導信号ｉｓは励磁信号ｄｓに対してこの状態に相当
する位相差をもって誘導している。

次に誘導信号ＩＳが処理される過程を説明すると、まず
誘導信号】Ｓは位相検波回路８内の増幅回路８１によっ
て増幅され、さらにコンパレータ８２によって方形波に
変換され、誘導信号整形波ｉｐとなる。誘導信号整形波
・ｐと励磁クロフクｄｃは排他的論理和回路８３によっ
て位相検波され、検波信号ｐｐとなる。さらに検波信号
ｐｐは積分回路８４によって直流信号に変換され位相信
号ｐｓとなる。

可変抵抗器１３が操作され抵抗値が変化すると、前記誘
導信号の位相もそれにともなって変化する。

ここでは定性的な説明にとどめるが、抵抗値が小さくな
るにつれ、共振周波数は低い方に変化し、誘導周波数ｉ
ｓの位相は遅れる方向に変化するのである。

第５図において、誘導周波数ｉｓｈは、可変抵抗器の抵
抗値を小さくした場合の例であり、抵抗値が大きいとき
の誘導信号ｉｓよりも位相が遅れていることを示してい
る。この信号は同様に位相検出回路８によって誘導信号
整形波ｉｐｂ、検波信号ｐｐｂと変換され、最終的に位
相信号ｐｓｈに変換さる。回路の動作から明らかなよう
に位相信号ｐｓｈの大きさは位相信号ｐｓよりも大きく
なり、位相の変化を検出できることがわかる。

制御回路９は、走査処理の過程で位相信号ｐｓをＡ／Ｄ
変換し、その大きさを取り組む。そして、第４図に示し
たところの座標を算出するために使われる信号ｉｓｐが
発生したときの位相信号ｐｓを可変抵抗器の状態を検出
するための位相情報として採用する。

位相信号ｐｓを採用するタイミングは、上記信号ｉｓｐ
が発生した場合に限られるわけではなく、誘導信号が発
生していれば位相検出は可能なので、特定のタイミング
でサンプリングすればよい。しかし、Ｓ／Ｎを考慮する
と、最も大きい誘導信号であるｉｓｐの位相を検出する
ことが好ましい。

以上説明したように可変抵抗器を操作することによって
位相信号ｐｓの電圧レベルが変化する。

制御回路９は位相信号ｐｓを入力し、これによって可変
抵抗器の状態を検出している。

本発明の主旨は、座標指示器の共振回路の周波数を可変
抵抗器を操作することによって変化させ、その結果、励
磁ライン、コイル、センスライン３者間の１ｉ磁結合に
よって生しる誘導信号の位相が変化することを検出して
座標指示器の可変抵抗器の状態を検出することである。

したがって励磁ラインおよびセンスラインの配置につい
ては第１の実施例に限られるものではない。

第６図は、第２の実施例の構成図である。図に示すよう
にこの実施例の場合は、励磁ライン群５２はセンスライ
ン群３と直交せず同一方向に配置されでいる。さらに両
者は一部がオーバーラツプするようになっている。その
他の構成は第１の実施例と同様である。

このように構成したセンスライン板５１で、励磁回路４
によって１本の励磁ラインを選択して励磁信号を与え、
同時にこの励磁ラインにオーバーラツプする１本のセン
スラインを選択すると、このセンスラインには励磁ライ
ンとの電磁結合による誘導信号が発生する。

第１の実施例と異なることは座標指示器１０がセンスラ
イン板５１上になくても誘導信号が発生することである
。しかし、座標指示器１０がセンスライン板５１上に置
かれると、結合はより強くなり、大きな誘導信号が発生
する。したがって、誘導信号の振幅を観測することによ
って座標値を求めることはでき、位相信号も検出するこ
とができる。

誘導信号はコイルを介して結合する信号と、直接励磁ラ
インと結合する信号の和になるので、位相信号は、第１
の実施例に比較すると基準となる値は異なる。しかし、
励磁ラインと直接結合する信号の位相は一定であるのに
対し、コイルを介して結合する信号の位相は、相変わら
ず座標指示器の可変抵抗器の状態によって変化するので
、第１の実施例と同様に位相信号から可変抵抗器の状態
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では、可変抵抗器を介してコ
ンデンサが共振回路に並列に接続されるように座標指示
器を構成し、励磁ライン群と座標指示器とセンスライン
群との電磁結合による誘導信号の位相が可変抵抗器を操
作することによって変化す、るようにした、そして、こ
の位相の変化を位相検出回路によって検出し、制御回路
によって可変抵抗器の状態が検出できるようにした。　
このため、ＸＹ２軸の座標情報を出力するという本来の
機能の他に、第３軸目の情報も出力することのできるワ
イヤレス座標読取装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるワイヤレス座標読取装置の第１の
実施例の構成図、第２図は位相検出回路の構成図、第３
図は座標指示器の回路図、第４図は誘導信号の発生タイ
ミング図、第５図は位相検出動作のタイミング図、第６
図は第２の実施例の構成図、第７図は従来の座標読取装
置の説明図、第８図は従来の座標読取装置の使用例の説
明図である。 １・・・センスライン板 ２・・・励磁ライン群 ３・・・センスライン群 ４・・・励磁走査回路 ５・・・センス走査回路 ６・・・励磁回路 ７・・・増幅検波回路 ８・・・位相検出回路 ９・・・制御回路 ｌＯ・・・座標指示器 １１・・・コイル １２・・・第１のコンデンサ １３・・・可変抵抗器 １４・・・第２のコンデンサ 以上 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 第１の実施例の（ｈ成図 第１図 ８３１１Ｈｌ！！的 １４相挟出回路の構成［７Ｉ 第２１４ 座標指示器のＩ＋！１路図 第３ＬＡ 誘導信号の発生タイ ミング図 第４図 位相検出動作のタイミンク１図 ／３　セ＞７ライ＞訂 第２の実施例の横Ｉ＋（図 ＼ １０８第２のコンデンサ 従来の座標読取装置の説明図 第７図 （、□）ハ２００ メニュー 従来の座像読取装置σ）便用ρ］１の説明図第８１７１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （ａ）複数の励磁ライン群と複数のセンスライン群を重
   ねて配置したセンスライン板と、座標指示器とによって
   構成され、前記励磁ライン群に順次交流信号を与えると
   同時に、前記センスライン群を順次選択し、該センスラ
   インに誘導した誘導信号から前記座標指示器が置かれた
   位置の座標値を求めるワイヤレス座標読取装置において
   、 （ｂ）前記座標指示器は、コイルと第１のコンデンサに
   よる共振回路を有し、可変抵抗器と第２のコンデンサの
   直列回路を前記共振回路に並列に接続して構成し、 （ｃ）前記励磁ライン群に与えた交流信号と、前記セン
   スライン群に誘導した誘導信号とを入力して、該誘導信
   号の位相を検出し、位相信号として出力する位相検出回
   路と、 （ｄ）座標読取装置各部を制御するとともに、前記位相
   信号を入力して、該位相信号から前記座標指示器の可変
   抵抗器の状態を検出する制御装置とを設けたことを特徴
   とするワイヤレス座標読取装置。