JPH04429Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、電磁ペンやカーソル等の励磁装置か
らの磁界により導線に誘起される電圧を検出し、
この電圧に基づいて励磁装置の位置を検出する電
磁誘導方式デジタイザに関する。

〔従来の技術〕

電磁誘導方式デジタイザは、電磁ペン、カーソ
ル等の励磁装置によりタブレツト上の位置を指示
したとき、その位置のＸ軸、Ｙ軸座標を検出する
装置である。このような電磁誘導方式デジタイザ
は、例えば、特公昭53−34855号公報に開示され
ている。

第２図、第３図及び第４図を用いて、以下従来
技術を説明する。１は発振回路で、所定の周波数
のパルスを出力する。２はフイルタで、発振回路
１に接続され、前記パルスを前記パルスと同一周
波数同一位相角の正弦波に変換する。

３は励磁装置で、フイルタ２に接続され、前記
正弦波により後述するCOS線、SIN線を励磁す
る。４はタブレツトで、Ｘ軸用ベース４１、座標
域検出用ベース４２及びＹ軸用ベース４３からな
り、重ね合せてサンドイツチ構造にしたものであ
る。４１ａ，４２ａ及び４３ａはそれぞれ電気絶
縁シート材料。４１ｂはＸ軸用COS線で、ピツ
チＰで蛇行状にＸ軸用ベース４１に布線されてい
る。４１ＣはＸ軸用SIN線で、COS線４１ｂに対
して1/4ＰピツチずらしてピツチＰで蛇行状にＸ
軸用ベース４１に布線されている。４３ｂはＹ軸
用COS線で、ピツチＰで蛇行状にＹ軸用ベース
４３に布線されている。４３ＣはＹ軸用SIN線
で、COS線４３ｂに対して1/4Ｐピツチずらして
ピツチＰで蛇行状にＹ軸用ベース４３に布線され
ている。４２ｂはＸ軸用セレクタ線で、SIN線４
１Ｃの布線を一周期ごとに分割し、櫛歯状に座標
検出用ベース４２に布線されている。４２ＣはＹ
軸用セレクタ線で、SIN線４３Ｃの布線を一周期
ごとに分割し、櫛歯状に座標域検出用ベース４２
に布線されている。なお、Ｙ軸用導線はＸ軸用導
線と直交するように布線されている。３１〜３５
はセレクタ線４２ｂの各櫛歯の端部の端子であ
る。５は切換器で、後述するデータ処理装置から
の制御信号により、Ｘ軸用COS線４１ｂ、SIN線
４１Ｃ、セレクタ線４２ｂ及びＹ軸用COS線４
３ｂ、SIN線４３Ｃ、セレクタ線４２Ｃ等の導線
を時分割で後段の回路に接続する。６，７はいず
れも増幅器で、切換器５から入力された信号を増
幅する。８は微分器で、増幅器６に接続され、増
幅器６からの入力信号を微分して位相角を90度進
める。９は加算器で、微分器８と増幅器７に接続
され、それらの出力信号を加算する。１０は変換
器で、加算器９に接続され、その出力信号と同一
位相角のパルス信号に変換する。１１は比較器
で、発振回路１と変換器１０に接続され、それら
出力パルスの位相角の差に相当する信号を出力す
る。１２はレベル検出器で、切換器５に接続さ
れ、その入力信号の振幅に相当する信号を検出す
る。１３はデータ処理装置で、比較器１１とレベ
ル検出器１２に接続され、比較器１１から検出さ
れた位相角の差とレベル検出器１２から検出され
た振幅に相当する信号に基づいてＸ軸、Ｙ軸の座
標を求め、かつ、切換器５の接続の制御信号を出
力する。

上記構成において、次に作用を説明する。

発振回路１は所定の周波数のパルスをフイルタ
２と比較器１１に出力する。フイルタ２は前記周
波数のパルスと同一周波数同一位相角の正弦波を
励磁装置３に出力する。これによりＸ軸用COS
軸４１ｂ、SIN線４１Ｃ、セレクタ線４２ｂ及び
Ｙ軸用COS線４３ｂ、SIN線４３Ｃ、セレクタ線
４２Ｃに励磁装置３の位置に対応する電圧が誘起
される。

ここで、Ｙ軸用COS線４３ｂ，SIN線４３Ｃ、
セレクタ線４２ＣはＸ軸用COS線４１ｂ，SIN線
４１Ｃ、セレクタ線４２ｂと、構成及び作用は同
じであるので、以後Ｘ軸の座標を求める従来技術
のみ説明する。

例えば、励磁装置３にＥ＝A₁SINωt（A₁は定
数、ωは角周波数）なる正弦波信号を印加する
と、COS線４１ｂとSIN線４１Ｃの布線は1/4Ｐ
ピツチずれているので、COS線４１ｂの端子Ａ，
Ｂ間の誘導電圧E_AB、SIN線４１Ｃの端子Ｃ，Ｄ
間の誘導電圧E_CDは励磁装置３の位置に応じて以
下の式で与えられる。

E_AB＝A₂COS（2πX／Ｐ）SINωt E_CD＝A₂SIN（2πX／Ｐ）SINωt ここで、Ｘは励磁装置３のピツチＰ内の位置であ
る。切換器５はデータ処理装置１３からの接続制
御信号により、電圧E_ABを増幅器７に出力し、電
圧E_CDを増幅器６に出力する。微分器８は増幅器
６により増幅された電圧E_CDを微分することによ
り位相角を90度進ませ、その電圧E_2CDは以下の式
で与えられる。

E_2CD＝A₂SIN（2πX／Ｐ）COSωt 加算器９は増幅器７から出力される電圧E_ABと
微分器８から出力される電圧E_2CDを加算する。そ
の加算結果の電圧E₀は以下の式で与えられる。

E₀＝A₂SIN（ωt＋2πX／Ｐ） 変換器１０は電圧E₀を電圧E₀と同一角周波数
同一位相角のパルスに変換して、そのパルスの位
相角ωt＋2πX／Ｐに相当する電圧を比較器１１
に出力する。比較器１１は発振回路１の周波数の
パルスの位相角に相当するωtと変換器１０から
入力されたパルスの位相角に相当するωt＋
2πX／Ｐとを比較する。その結果、励磁装置３の
位置Ｘに応じた位相角の差2πX／Ｐをもつ信号が
得られる。この位相角の差2πX／Ｐは、データ処
理装置１３により位置データに換算され、SIN線
４１ＣのピツチＰ内での励磁装置３の位置Ｘが求
まる。

従つて、COS線４１ｂとSIN線４１Ｃの誘起電
圧の組合せで、励磁装置３のピツチＰ内における
位置Ｘを検出できる。

一方、セレクタ線４２ｂには励磁装置３が存在
する櫛歯間にのみ高い電圧が誘起される。すなわ
ち第２図ａ，ｂに示すように、セレクタ線４２ｂ
の端子３２と３３間に発生する誘導電圧V₂₃は、
励磁装置３が端子３２と３３間に存在するとき高
い電圧となる。第２図ｃ，ｄは、それぞれ端子３
３と３４間、端子３４と３５間に発生する誘導電
圧V₃₄及びV₄₅で、いずれも励磁装置３が存在す
る端子間に高い電圧が誘起される。

切換器６はデータ処理装置１３からの接続制御
信号により、隣接する端子３１と３２間、端子３
２と３３間、端子３３と３４間、端子３４と３５
間の誘起電圧を順次検出して、レベル検出器１２
に出力する。

レベル検出器１２はセレクタ線４２ｂの各櫛歯
間誘起電圧のレベルを所定の電圧レベルと比較
し、その比較結果をデータ処理装置１３に出力す
る。その結果、データ処理装置１３はセレクタ線
４２ｂのどの端子間の電圧レベルが高いかを判別
でき、励磁装置３が存在するセレクタ線４２ｂの
各櫛歯間の座標域を求めることができる。

以上で、COS線４１ｂとSIN線４１Ｃから誘起
される電圧よりSIN線２１のピツチＰ内の位置Ｘ
が求まり、セレクタ線４２ｂから誘起される電圧
より何番目のピツチかがわかり、タブレツト４上
の励磁装置３の位置を検出できる。これにより励
磁装置３の位置Ｘは以下の式で求まる。

Ｘ＝Ｐ（Ｎ−１）＋Ｘ ここで、Ｎはセレクタ線４２ｂの端子３１を基
準にして数えたピツチ番号である。

〔考案が解決しようとする問題点〕

従来技術では、ピツチＰ内の位置Ｘを位相角検
出ピツチ番号Ｎはレベル検出よりそれぞれ求めて
いるので、検出回路が２つ必要で構成が複雑にな
る。

本考案の目的は、上記従来技術の問題点を解決
するため、検出回路を１つにして構成が簡単な電
磁誘導方式デジタイザを提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

前記問題点を解決するための手段を、実施例に
対応する第１図と第４図を用いて説明する。

第１図は本考案の電磁誘導方式デジタイザのブ
ロツク図で、第３図の従来技術のブロツク図と同
じ符号は同一部分または相当部分を示す。

本考案は、発振回路１にフイルタ２を経由して
接続された励磁装置３と、この励磁装置３の位置
に対応する位相角を出力するＸ軸用ベース４１及
びＹ軸用ベース４３と、このＸ軸用ベース４１及
びＹ軸用ベース４３にそれぞれ蛇行状に布線され
ているSIN線４１Ｃ及びSIN線４３Ｃの配列を１
周期ごとに分割して、励磁装置３の座標域を検出
する座標域検出用ベース４２と、Ｘ軸用ベース４
１及びＹ軸用ベース４３から出力される信号の位
相角と座標域検出用ベース４２から出力される信
号の位相角を、それぞれ同一の比較器１１で発振
回路１から出力されるパルスの位相角と比較し、
その位相差から励磁装置３のＸ座標とＹ座標を求
める制御部２０とを設けた。

〔作用〕

前記手段により、励磁装置３をタブレツト４上
に置くと、座標域検出用ベース４２に櫛歯状に布
線されたセレクタ線４２ｂ及びセレクタ線４２Ｃ
の隣り合う櫛歯間に誘起される電圧の位相角は、
前記櫛歯間に励磁装置３が存在する場合と存在し
ない場合とで180度異なる。前記位相角を発振回
路１から入力されるパルスの位相角と比較するこ
とにより、励磁装置３が存在する櫛歯間の座標域
を求めることができる。また、櫛歯間の座標域内
での位置は従来技術と同様にそれぞれ求めること
ができる。

以上で、タブレツト４上の励磁装置３の位置を
位相角検出のみで求め、レベル検出器１２を削除
した構成の簡単な電磁誘導方式デジタイザを提供
できる。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例を第１図、第２図及び第
４図で説明する。

第１図は本考案の電磁誘導方式デジタイザのブ
ロツク図で、従来技術の第３図のブロツク図と同
じ符号は同一部分または相当部分を示す。なお、
２０は制御部で、発振回路１、フイルタ２、切換
器５、増幅器６、増幅器７、微分器８、加算器
９、変換器１０、比較器１１、データ処理装置１
３を総称する。

Ｘ軸用COS線４１ｂ，SIN線４１ＣとＹ軸用
COS線４３ｂ、SIN線４３Ｃに誘起される電圧の
位相角をそれぞれ検出して、ピツチＰ内における
励磁装置３の位置のＸ座標及びＹ座標を求めるこ
とは従来技術と同じであるので省略する。

また、Ｙ軸用セレクタ線４２ＣはＸ軸用セレク
タ線４２ｂと直交するように布線され、構成及び
作用は同じであるので、Ｘ座標の検出についての
み説明する。

以下、セレクタ線４２ｂの各櫛歯間に発生する
誘起電圧の位相角から、励磁装置３の存在する櫛
歯間の座標域を求める手段及び作用について述べ
る。

第２図ａのように一対の端子３２と３３間に励
磁装置３が存在する場合、励磁装置３にＥ＝A₁
SINωtなる正弦波電流を印加すると、切換器５
はセレクタ線４２ｂの隣接する一対の端子３１と
３２，３２と３３，３３と３４，３４と３５を順
次選んで、それら端子間の誘起電圧を増幅器７に
のみ出力する。

第２図ｂに示すように、端子３２と３３間の誘
起電圧V₂₃は他の区間（端子３１と３２，３３と
３４，３４と３５間）の誘起電圧と極性が異なる
ので、位相角が180度異なる。

増幅器７はセレクタ線４２ｂの隣接する一対の
端子間の誘起電圧を増幅し、加算器９を経由し、
そのまま変換器１０に出力する。

変換器１０は増幅された誘起電圧とパルス波形
に変換して比較器１１に出力する。

比較器１１は発振回路１の出力電圧の位相角
ωtと変換器１０の出力電圧の位相角ωtとを比較
し、位相角の差０度をデータ処理装置１３に出力
する。

また、一対の端子３３と３４間のように励磁装
置３が存在しない場合、変換器１０の出力電圧の
極性が負で、位相角ωt＋πとなり、位相角の差
180度をデータ処理装置１３に出力する。

データ処理装置１３は測定する一対の端子と、
その測定した時の位相角の差から、励磁装置３が
セレクタ線４２ｂの何番目のピツチ内にあるかを
判別する。

なお、第２図ｃ，ｄは、それぞれ端子３３と３
４，３４と３５間の誘起電圧V₃₄及びV₄₅の波形
で、いずれも励磁装置３の存在する区間の端子間
の誘起電圧は他の区間の端子間の誘起電圧の位相
角と180度異なる。

以上で、COS線４１ｂとSIN線４１Ｃから誘起
される電圧の位相角からピツチＰ内の位置Ｘが、
セレクタ線４２ｂから誘起される電圧の位相角か
ら何番目のピツチ（座標域）かがわかり、レベル
検出器１２を使用せずに位相検出のみで、タブレ
ツト４上の励磁装置３の位置のＸ座標を求めるこ
とができる。

同様にＹ座標もＹ軸COS線４３ｂ，SIN線４３
Ｃ、セレクタ線４２ｂから求めることができる。

〔考案の効果〕

以上述べたように、本考案では、検出回路を位
相角検出の１つにして構成の簡単な電磁誘導方式
デジタイザを提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の電磁誘導方式デジタイザのブ
ロツク図、第２図ａは電磁誘導方式デジタイザの
タブレツト上の布線図、第２図ｂ〜ｄは励磁装置
３の位置によりそれぞれ端子３２と３３，３３と
３４，３４と３５間に発生する誘導電圧の波形
図、第３図は従来の電磁誘導方式デジタイザのブ
ロツク図。第４図はタブレツト３の分解斜視図で
ある。 １……発振回路、３……励磁装置、４１……Ｘ
軸用−ス、４２……座標域検出用ベース、４３…
…Ｙ軸用ベース、１１……比較器、２０……制御
部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 発振回路に接続された励磁装置と、この励磁装
   置の位置に対応した位相角をＸ座標とＹ座標につ
   いて出力する導体線が布線されたＸ軸用ベース及
   びＹ軸用ベースと、このＸ軸、Ｙ軸用ベースと重
   ね合されて配置され、かつＸ軸、Ｙ軸用ベースの
   前記導体線を１周期ごとに分割して前記励磁装置
   の座標域を検出する座標域検出用ベースと、前記
   Ｘ軸、Ｙ軸用ベースから出力される信号の位相角
   と前記座標域検出用ベースから出力される信号の
   位相角を、それぞれ同一の比較器で前記発振回路
   から出力される信号の位相角と比較し、その位相
   角の差から前記励磁装置のＸ軸、Ｙ軸座標を求め
   る制御部とを備えたことを特徴とする電磁誘導方
   式デジタイザ。