JPH05233130A - 座標読取装置 - Google Patents

座標読取装置

Info

Publication number
JPH05233130A
JPH05233130A JP3461092A JP3461092A JPH05233130A JP H05233130 A JPH05233130 A JP H05233130A JP 3461092 A JP3461092 A JP 3461092A JP 3461092 A JP3461092 A JP 3461092A JP H05233130 A JPH05233130 A JP H05233130A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
coordinate
reading device
pen
coil
conductor loop
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3461092A
Other languages
English (en)
Inventor
Tsutomu Kai
勤 甲斐
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP3461092A priority Critical patent/JPH05233130A/ja
Publication of JPH05233130A publication Critical patent/JPH05233130A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ペン1の傾きによって、読み取り位置ずれが
生じない座標読み取り装置を提供する。 【構成】 発振源としてのコイルを内蔵したペンと、上
記ペンの指示位置を検出する為に入力平面に平行して設
けられた複数の導体ループ群からなるタブレット基板を
有し、入力平面をタブレット基板からある適当な高さの
位置に配する。入力平面とタブレット基板の距離はペン
の先端からコイルまでの距離と検出ループの大きさとに
よって決定される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は座標指示器であるペンの
傾きの影響を受けない座標読取装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】 近年、座標読取装置の中
でも電磁誘導方式のものが分解能等の面で注目されてい
る。
【0003】この電磁誘導方式の座標読取装置の外観は
図10に示すように位置を指示するためのペン1とこの
ペン1によって生じた磁界を検出するタブレット基板4
とから構成される。ペン1の内部に内蔵されるコイル2
はペン先から1〜2cm程度のところに設けられているた
めに、ペン1の傾斜角度によってタブレット基板4上の
磁束は変化する。このときのタブレット基板4上での磁
束の様子は図11に示すように、そのピーク位置はペン
1を傾けた方向にその角度に応じて移動する。このた
め、最大出力を指示位置とする方法では、検出位置と指
示位置の間にずれを生じていた。
【0004】従来は、このペンの傾きによる位置ずれを
解決するために、補正を行うことによって正しい指示位
置を得る工夫が為されていた。
【0005】例えば、特開昭61−120231号公報
のように、同一使用者においてはペンの傾きはさほど変
化しないと仮定して、表示位置と指示位置との差を予め
補正しておき、検出位置からこの位置ずれ量を差し引く
ことによって指示位置と表示位置を一致させるようにし
たものがある。
【0006】また、特開平2ー230312号公報のよ
うに、2つのコイルを内蔵したペンを用いて、各コイル
による磁束を検出して得られたデータをもとに、ペン先
座標を算定する事により、ペン傾きによる位置ずれを補
正したものもある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記第
1の従来例のような方法をとる場合、使用を始めるに際
して表示位置とペン先が一致するように位置補正を行う
必要がある。このことは操作性の面において問題を残
す。
【0008】また、第2の従来例のように得られたデー
タを用いて傾きによる位置ずれを補正する方法では、そ
の位置の補正のために更に余分な回路が必要となる。
【0009】本発明は上記課題に鑑み、何等の調整無し
で、また位置ずれのための補正回路を必要としない座標
読取装置を提供するものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の座標読取装置は、座標指示器として使用され
るコイルを内蔵したペンと、計測対象軸方向と直行する
短冊状の導体ループを複数配したタブレット基板をペン
の先端の移動する入力平面と平行に置いたタブレットと
によって構成される電磁誘導型の座標読取装置におい
て、入力平面とタブレット基板との間に空隙を設け、こ
の空隙の幅をペンの先端から実質的なコイル中心までの
距離と計測対象軸方向の導体ループの幅とによって決定
する。
【0011】
【作用】本発明は上記した構成によって検出される信号
のピーク位置がペンの角度とは無関係にペン先の座標と
一致する。このため、特別な補正手段を必要とする事な
くペン先の座標を得ることができる。
【0012】
【実施例】以下、本発明による第1の実施例の座標読取
装置について説明する。
【0013】図1が本実施例の模式図である。構成上は
従来の位置読取装置とは、入力平面3とセンサー面の間
に適当な空隙を設けた点が異なる。
【0014】本発明の座標読取装置は次のように動作す
る。ペン1内のコイル2に発振器6により交流電流を流
し、交流磁界を発生させる。タブレット基板4上の複数
の導体ループを順にアクセスして導体ループ内に生じる
誘導電流を検出器5によって測定し、導体ループ内を貫
く磁束の大きさを検出する。指示位置は測定点中の最大
点位置となる。
【0015】ここでは、本発明の特徴である入力平面3
とタブレット基板4の間に適当な空隙を設けることによ
って位置ずれの生じない座標読取装置が構成できること
を、図1及び図2を用いて説明する。
【0016】図1において、ペン1の先端を原点とし、
入力平面3をx−z平面、x−y平面内にペン1を含む
座標系を座標系xyzとする。タブレット基板4内の導
体ループはz軸方向に長く延びているものとする。x−
z平面からみたペン1の仰角をθ、ペン1の先端からコ
イル2までの距離をr、入力平面3からタブレット基板
4までの距離をh、導体ループのx方向の長さを2wと
する。
【0017】また計算を進める上で、センサー面上に任
意に1点P(x,y,z)をとり、コイル2の中心と点
Pからなる直線とペン1との為す角度をφとする。
【0018】更に式を簡略化するため、原点Oをコイル
2の中心Cに平行移動した座標系XYZを設定して計算
を進める。
【0019】まず、タブレット基板4上の任意の点P
(X,Y,Z)のコイル2による磁位U は、
【0020】
【数4】
【0021】として表すことができる。ここに示したK
は、コイルに流す電流Iと、コイルの作る面積dSによ
って与えられる定数であるが、簡単の為、以下1として
扱う。
【0022】この勾配がその点における磁界強度である
ので、センサー面と垂直なY方向磁界成分 Hy は、
【0023】
【数5】
【0024】となる。導体ループを通過する磁束を求め
るには、導体ループによって囲まれる面において磁束密
度を積分すればよい。Z軸方向に −∞ 〜 +∞、X軸
方向に X−w〜 X+w の範囲で積分を行うものとす
る。
【0025】磁束をΦにて表すことにすれば、
【0026】
【数6】
【0027】となる。なお、座標系xyzと座標系XY
Zの間には
【0028】
【数7】
【0029】の関係があるので(数6)にて得られた結
果にこれを代入することによってペン1の先端を原点と
した座標系xyzにて磁束を表すことができる。
【0030】導体ループ幅の半分の長さwをrと等しく
し、入力平面3とタブレット基板4の距離hをrの1.
25倍として、導体ループを通過する磁束Φのペンの傾
き角度θ依存性を示したものが図2である。
【0031】この結果からも判断できるように入力平面
3とタブレット基板4の距離hとwとを適当な値に設定
することによって、ペンの先端の指す座標がペン1の傾
きに余り依存しなくなる。
【0032】通常、鉛筆やペンを用いて記入する際、そ
の角度は人によって様々であるが、その多くは30度か
ら70度程度の角度で記入する。ここでは、この範囲内
で標準傾き角度を設定して、次式を満足するr、h、w
に設定する。
【0033】
【数8】
【0034】傾き角度θ=60度、ψ=0度とした場合
の、h/r、w/rの関係を図3の実線で示す。θは3
0度から70度の任意の範囲で選べば良いが、最も標準
的と思われる60度にて調べた。
【0035】以上のように本実施例によれば、磁界発生
源としてのコイルを内蔵したペンと、上記ペンの指示位
置を検出する為に入力平面に平行して設けられた複数の
導体ループ群からなるタブレット基板から構成される座
標読取装置において、入力平面とタブレット基板との間
に適当な空隙を設けることによって、ペンの傾きに依存
することなく、検出する磁束のピーク位置とペンの先端
部の指す位置を一致させることできる。
【0036】さて図3において、wの取り得る範囲が広
範囲にわたっていることがわかるが図中左の部分を使う
ほどに読取対象領域外に配置しなければならない導体ル
ープの面積を小さく制限することが可能になる。即ち、
タブレット基板の置かれる位置を入力平面に対して深く
することによって、導体ループの幅wを短くすることが
できる。但し、コイルと検出導体ループの距離が大きく
なること、また導体ループの面積が小さくなることから
信号強度が弱くなるので注意する必要がある。
【0037】以上のように信号強度が十分と思われる範
囲内でwを小さく設定することによって有効面積比の非
常に大きいタブレットを得ることができる。
【0038】また逆に、座標読取有効領域外にスイッチ
などの部品を配置するとした場合、wをその大きさ程度
に設定することによって、省電力、かつ小型の座標読取
装置を得ることができる。
【0039】次に、本発明による第2の実施例による座
標読取装置について説明する。図4が第2の実施例によ
る座標読取装置の構成図である。2次元の座標を検出す
るためにこの座標入力装置は第1の実施例で述べたタブ
レット基板が2枚平行に配置される。
【0040】2次元の座標入力装置の場合、原理的にx
座標を検出するためのタブレット基板41とy座標を検
出するためのタブレット基板42の入力平面からの距離
は異なる。ペン1の先端からコイル2までの距離は変わ
らないので、2つのタブレット基板上の導体ループ幅2
wを同じにすると位置ずれが生じてしまう。入力面に近
いタブレット基板上に配置された導体ループの幅2wを
もう一方のそれより長くする。
【0041】以上のように導体ループの幅を上下のタブ
レット基板で変えることによって、位置ずれの小さい2
次元の座標読取装置を得ることができる。
【0042】尚、1枚の基板の表裏に導体ループを構成
する事も可能である。次に、本発明による第3の実施例
の座標読取装置について説明する。
【0043】概略図を図5に掲げる。このような2次元
の座標読取装置の場合には、必ずと言ってよいほどペン
1はx−y平面に対して傾いている。ペンをx−z平面
に投影した直線とx−y平面の為す角度をψとすると
き、導体ループにて検出される磁束Φは
【0044】
【数9】
【0045】となる。2次元の座標読取装置の場合、x
軸とy軸の双方のことを考えてψ=45度においてこの
位置ずれが最小になるようにすると、全体として位置ず
れの小さい座標読取装置を得ることができる。
【0046】この場合のr、h、wは次式に従う。
【0047】
【数10】
【0048】図3点線にて、θ=60度、ψ=45度と
した場合のh/r、w/rの関係を記す。
【0049】以上のように本実施例によれば、x−y面
に対して45度傾いた平面内にペンがあるものと仮定し
てh、w、rの値を決定することによって総合的に位置
ずれの小さい座標読取装置を得ることができる。
【0050】次に、第4の実施例の座標読取装置につい
て説明する。この実施例の構成図は図6のようになり、
入力平面3とタブレット基板4の間に適当な空隙が設け
られる。ほぼ第1の実施例と似ているが、検出器5と発
振器6の位置が入れ替わる。まず、タブレット基板4上
の複数の導体ループを順次選択して、発振器5により電
流を流す。この交流電流によってペン1を貫く磁束が変
化し、この磁束変化を検出器5にて検出することによっ
てペンの指示する座標を検出する。
【0051】以下、空隙を加えることによって、指示位
置と検出位置に差が生じないことを示す。
【0052】座標系は第1の実施例と同様にとる。する
と、導体ループの発生する磁界は、
【0053】
【数11】
【0054】のようになる。よってペン内のコイルを貫
く磁束Φは、
【0055】
【数12】
【0056】となる。適当な空隙を設けた場合とそうで
ない場合の磁束Φのペン傾き角度依存性を図7に示す。
図7(b)は本実施例の座標読取装置の出力の特性図、
図7(a)は入力面ガラスの厚さ等により定められた従
来の座標読取装置の一例の出力の特性図である。
【0057】この場合も同様に入力平面3とタブレット
基板4の距離hとwとを適当な値に設定することによっ
て検出する信号のピーク位置をペンの傾き角度θとは無
関係にペンの先端の指す座標に合わせることができる。
【0058】この場合のr、h、wは次式に従う。
【0059】
【数13】
【0060】更に、本発明による第5の実施例について
説明する。本実施例の座標読取装置の構成図を図8に示
す。入力平面3とタブレット基板4の間には適当な空隙
が設けられる。導体ループを駆動ループと検出ループの
両方に使用し、これを選択するための選択器6を設けた
点が第1の実施例と異なる。
【0061】まず、タブレット基板4上の複数の導体ル
ープを順次選択して、発振器6によって電流を流す。こ
の交流電流によってペン1を貫く磁束が変化し、この磁
束変化によってコイル2に誘導電流が生じる。次に選択
器6を切り替えて、導体ループに電流を流すのを止め
る。例えばコイル2で共振回路が組まれており、導体ル
ープの電流を止めた後も共振により電流は流れ続ける。
コイル2を流れる電流による導体ループの磁束変化を検
出し、その最大位置をもって指示位置とする。
【0062】このとき、導体ループを貫く磁束Φは、
(数6)及び(数10)の積となる。同じように、適当
な空隙を設けた場合と設けない場合の磁束Φのペン傾き
角度依存性を図9に示す。図7(b)は本実施例の座標
読取装置の出力の特性図、図7(a)が入力面ガラスの
厚さ等により定められた従来の座標読取装置の一例の出
力の特性図である。
【0063】この場合も同様に入力平面3とタブレット
基板4の距離hとwとを適当な値に設定することによっ
て検出する信号のピーク位置をペンの傾き角度θとは無
関係にペンの先端の指す座標に合わせることができる。
【0064】また、ピーク位置の検出に際しては、単に
最大値を示す点をピーク位置とする事ができるが、最大
点付近の3点から計算することによって、高精度な座標
検出をする事もできる。
【0065】例えばピーク値付近では2次曲線とみなす
ことができ、 Φ(x)=α+βx2 で表されるものとする。中心点から最大点までの位置の
ずれをt、計測点間隔をδ、測定値をΦ-1、Φ0、Φ1
すれば、この位置ずれtは、
【0066】
【数14】
【0067】にて示すことができる。このようにして、
検出点間隔よりも小さい精度にて高精度に座標の検出を
行うことも可能である。
【0068】更に、この生じた空隙を利用してペンの軌
跡を表示するためのLCD等をおくことによって、更に
使い勝手のよい座標検出装置を得ることができる。
【0069】
【発明の効果】以上のように本発明は、座標指示器とし
て使用されるコイルを内蔵したペンと、計測対象軸方向
と直行する短冊状の導体ループを複数配したタブレット
基板をペンの先端の移動する入力平面と平行に置いたタ
ブレットとによって構成される電磁誘導型の座標読取装
置において、上記ペンの先端から実質的な上記コイル中
心までの距離rに応じて、上記入力平面と上記タブレッ
ト基板の距離hと、計測対象軸方向の上記導体ループの
幅2wを適当な値に設定することによって、ペンの傾き
に依存することなく、正しい指示位置を得ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の座標読取装置の模式図
【図2】本発明の第1の実施例の座標読取装置から得ら
れる出力の特性図
【図3】位置ずれのないr、h、wの関係を示す図
【図4】本発明の第2の実施例の座標読取装置の構成図
【図5】本発明の第3の実施例の座標読取装置の構成図
【図6】本発明の第4の実施例の座標読取装置の構成図
【図7】(a)は従来の座標読取装置から得られる出力
の特性図 (b)は本発明の第4の実施例の座標読取装置から得ら
れる出力の特性図
【図8】本発明の第5の実施例の座標読取装置の構成図
【図9】(a)は従来の座標読取装置から得られる出力
の特性図 (b)は本発明の第5の実施例の座標読取装置から得ら
れる出力の特性図
【図10】従来の座標読取装置の概略図
【図11】従来の座標読取装置から得られる出力の特性
【符号の説明】 1 ペン 2 コイル 3 入力平面 4 タブレット基板

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コイルを内蔵した座標指示器の先端の移
    動する入力平面に対して平行に置いた、計測対象軸方向
    と直交する複数の短冊状導体ループを有するタブレット
    基板から構成される電磁誘導型の座標読取装置におい
    て、上記座標指示器の先端から実質的な上記コイル中心
    までの距離rと、上記入力平面と上記タブレット基板の
    距離hと、計測対象軸方向の上記導体ループの幅2wの
    間に 【数1】 の関係を満足するように構成したことを特徴とする座標
    読取装置。
  2. 【請求項2】 導体ループの幅2wを、座標読取装置の
    検出対象領域外に配置される部分の大きさの範囲内に設
    定することを特徴とする請求項1記載の座標読取装置。
  3. 【請求項3】 タブレット基板を2組重ね合わせて2次
    元の座標検出を行う座標読取装置において、入力平面に
    近い方のタブレット基板上の導体ループ幅を入力平面か
    ら遠いタブレット基板上の導体ループ幅よりも長くした
    ことを特徴とする請求項1記載の座標読取装置。
  4. 【請求項4】 タブレット基板を2組重ね合わせて2次
    元の座標検出を行う座標読取装置において、座標指示器
    の先端から実質的なコイル中心までの距離rと、入力平
    面とタブレット基板の距離hと、計測対象軸方向の導体
    ループの幅2wの間に 【数2】 の関係を満足するように構成したことを特徴とする座標
    読取装置。
  5. 【請求項5】 座標指示器内のコイルを磁界発生源と
    し、コイルによる誘導電流を導体ループを用いて検出す
    ることを特徴とする請求項1記載の座標読取装置。
  6. 【請求項6】 座標指示器として使用される誘導電流を
    検出するためのコイルを内蔵した座標指示器と、座標指
    示器の先端の移動する入力平面に対して平行に置いた、
    計測対象軸方向と直交する複数の短冊状導体ループを有
    するタブレット基板から構成される電磁誘導型の座標読
    取装置において、上記座標指示器の先端から実質的な上
    記コイル中心までの距離rと、上記入力平面と上記タブ
    レット基板の距離hと、計測対象軸方向の上記導体ルー
    プの幅2wの間に 【数3】 の関係を満足するように構成したことを特徴とする座標
    読取装置。
  7. 【請求項7】 導体ループに電流を流して磁界を発生さ
    せ、座標指示器内のコイルに給電した後に、この給電さ
    れたコイルから放射される磁束を先の導体ループを用い
    て検出することを特徴とする請求項1記載の座標読取装
    置。
  8. 【請求項8】 入力平面とタブレット基板の間にできる
    空隙にLCD等の表示装置をおいたことを特徴とする請
    求項1記載の座標読取装置。
JP3461092A 1992-02-21 1992-02-21 座標読取装置 Pending JPH05233130A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3461092A JPH05233130A (ja) 1992-02-21 1992-02-21 座標読取装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3461092A JPH05233130A (ja) 1992-02-21 1992-02-21 座標読取装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05233130A true JPH05233130A (ja) 1993-09-10

Family

ID=12419139

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3461092A Pending JPH05233130A (ja) 1992-02-21 1992-02-21 座標読取装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH05233130A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009239410A (ja) * 2008-03-26 2009-10-15 Brother Ind Ltd 画像処理装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009239410A (ja) * 2008-03-26 2009-10-15 Brother Ind Ltd 画像処理装置
JP4600501B2 (ja) * 2008-03-26 2010-12-15 ブラザー工業株式会社 画像処理装置
US8319740B2 (en) 2008-03-26 2012-11-27 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Display control apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3016455B2 (ja) 電磁式デジタイザ・タブレット
US7030782B2 (en) Position detector
EP2372511B1 (en) Position detecting device and position input device
US6249234B1 (en) Position detector
Paperno et al. A new method for magnetic position and orientation tracking
US4818826A (en) Coordinate input apparatus including a detection circuit to determine proper stylus position
US9495022B2 (en) Coordinate compensation method and apparatus in digitizer, and electronic pen used in the same
KR960006091B1 (ko) 마테우치효과를 이용한 자기검출기
JP4291454B2 (ja) 姿勢位置測定装置及び測定方法
JPS5856912B2 (ja) 2次元磁気スケ−ル装置
US6236198B1 (en) Method and device for non-contact measurement of electrically conductive material
JPH05233130A (ja) 座標読取装置
EP0762314B1 (en) A multipaneled digitizer
US6188217B1 (en) Inductive measurement device for determining dimensions of objects
JP3069706B2 (ja) 座標読取装置およびその高さ情報算出方式
JP2001336905A (ja) 磁気センサ
JPH08305478A (ja) ペン入力装置
JPH05313808A (ja) コードレスデジタイザ
JPH0424721A (ja) 座標読み取り装置およびその走査方式
JPH01102622A (ja) 手書き入力装置
JPH07120558A (ja) Squidセンサを利用した鉄筋探査方法
JPH0836447A (ja) ペン入力型情報処理装置
JPS607290B2 (ja) デイジタイザ
JPH03191416A (ja) 座標検出装置
JPH05127805A (ja) 座標値決定方法