JPH06139001A

JPH06139001A - コードレスデジタイザ

Info

Publication number: JPH06139001A
Application number: JP33350692A
Authority: JP
Inventors: Kiyohide Matsushima; 清秀松嶋; Keiichi Matsushima; 恵一松島; Makoto Watanabe; 渡辺　　誠; Tsutomu Kawanaka; 勉川中
Original assignee: Graphtec Corp
Current assignee: Graphtec Corp
Priority date: 1992-09-10
Filing date: 1992-11-19
Publication date: 1994-05-20

Abstract

(57)【要約】【目的】位置指示器に設けられた付加機構に対する電
池等の電源を省略する。【構成】位置指示器にタブレットから無線で供給され
る電力により動作する付加機構を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は位置指示器により指示さ
れたタブレット上の座標値を検出する装置であってタブ
レットと位置指示器とで信号を無線で授受する、いわゆ
るコードレスデジタイザに関するものであり、特に位置
指示器に設けられた付加機構の電源供給機構に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】この種のデジタイザには、例えば図６に
示す装置があった。例示した装置は、互いに直交する２
方向に重ね合わされた状態で配設された複数のループコ
イル（Ｘ１〜Ｘ６，Ｙ１〜Ｙ６）からなるコイル群１
１、このコイル群１１のＸ側のループコイル群（Ｘ１〜
Ｘ６）に接続されたＸ軸スキャナ１２、コイル群１１の
内でＹ側のループコイル群（Ｙ１〜Ｙ６）に接続された
Ｙ軸スキャナ１３、上記Ｘ軸スキャナ１２とＹ軸スキャ
ナ１３との間を接続する２つの増幅器１４ａおよび１４
ｂ、上記増幅器１４ａの出力を取り込んで座標値等の演
算をする利用回路１５から構成されるタブレット１と、
位置指示コイルＬ１、第１のコンデンサＣ０、スイッチ
ＳＷ１により接続自在とされた第２のコンデンサＣ１か
らなる同調回路を有した位置指示器２とを有している。

【０００３】この構成を有するデジタイザは、上記位置
指示器２が上記コイル群１１上に位置付けられた際に、
上記コイル群１１、上記増幅器１４ａおよび１４ｂ、上
記位置指示器２の同調回路により発振系が構成されるも
のであり、発振時における発振系の状態を利用回路１５
で情報として取込むとともに、この情報に基づいて、上
記位置指示器２が指示する指示座標を検出するものであ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような従来のデジ
タイザ装置では、位置指示器２に対し、表示機構や照明
機構等のいわゆる付加機構を備えようとした場合には、
その電源を確保するために位置指示器２内に電池等の電
源を搭載しなければならず、そのため位置指示器２が大
きくなるとともに重量も重くなってしまう問題点があっ
た。さらに、電池等の電源は使用によって消耗するの
で、交換や充電等をする必要があり、使い勝手が悪いと
いった問題点があった。本発明はこれら問題点に対して
なされたものであり、その目的は電池等を搭載すること
なく動作する付加機構を位置指示器に備えたコードレス
デジタイザを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このため、本発明のコー
ドレスデジタイザは、タブレットと位置指示器とで信号
を無線で授受することにより、タブレット上の位置指示
器の指示座標を決定するようにしたコードレスデジタイ
ザにおいて、上記位置指示器に上記タブレットから無線
で供給される電力により動作する付加機構を備えたこと
を特徴とするものである。さらに上記付加機構として (a) 上記位置指示器が上記タブレットの読取りエリア外
であることを告知する上記位置指示器に設けられた発光
手段 (b) 指標付位置指示器の指標照明手段 (c) 装置の状態を表示する上記位置指示器に設けられた
表示手段を備えたことを特徴とするものである。

【０００６】

【作用】位置指示器に設けられた付加機構に無線で電力
を供給できるので、位置指示器に電池等の電源を備える
必要がなくなり、位置指示器を軽く構成することができ
るとともに電池交換等の作業を省略することができる。
また、指示座標が有効エリア内にあるか否かを位置指示
器で確認することができる。さらに、位置指示器の指示
指標を照明することができる。

【０００７】

【実施例】図１及び図２は本発明の第１実施例装置を示
す図であり、先の従来装置と同一部には同一符号をもっ
て示してある。図において、１６ａは電源供給用ループ
コイル、１７は第３の増幅器、１８は発振回路、１９は
フィルタ回路であり、位置指示器２に設けられた２１は
付加機構、Ｌ２は電源受信用コイル、Ｃ２は電源受信用
コンデンサである。また、付加機構２１内のＬＥＤ１及
びＬＥＤ２は発光ダイオード、Ｒ１は抵抗である。

【０００８】タブレット１の座標検出機構は、従来装置
と同じく、コイル群１１、Ｘ軸スキャナ１２、Ｙ軸スキ
ャナ１３、第１及び第２の増幅器１４ａ及び１４ｂ、利
用回路１５から構成されている。上記コイル群１１はＸ
側ループコイル群（Ｘ１〜Ｘ６）とＹ側ループコイル群
（Ｙ１〜Ｙ６）から構成されており、Ｘ側ループコイル
群はＸ方向に順次配置され、Ｙ側ループコイル群はＹ方
向に順次配置されている。上記Ｘ側ループコイル群はＸ
軸スキャナ１２にそれぞれ接続され、上記Ｙ側ループコ
イル群はＹ軸スキャナ１３にそれぞれ接続されている。
Ｘ軸スキャナ１２は図示しない制御装置からのＸアドレ
ス信号によりＸ側ループコイル群のいずれかのループコ
イルを選択し、第１の増幅器１４ａの入力側に接続す
る。同様に、Ｙ軸スキャナ１３もＹアドレス信号に基づ
いてＹ側ループコイルを第２の増幅器１４ｂの出力側に
接続する。上記第１の増幅器１４ａの出力側は上記第２
の増幅器１４ｂの入力側に接続され、かつ利用回路１５
にも接続されている。さらに、上記第１の増幅器１４ａ
は非飽和型の増幅器として構成され、上記第２の増幅器
１４ｂは飽和型の増幅器として構成されている。これは
座標検出等を安定とするためである。利用回路１５はこ
の第１の増幅器１４ａからの出力を取込み、これに基づ
いて位置指示器２の指示座標やスイッチオン、オフ情報
を検出する。

【０００９】一方、位置指示器２の座標検出機構として
は、位置検出コイルＬ１、基準コンデンサＣ０、情報識
別用コンデンサＣ１、スイッチＳＷ１が設けられ、位置
検出用のＬＣ同調回路を形成している。上記情報識別用
コンデンサＣ１はスイッチＳＷ１により接離自在とされ
ており、上記ＬＣ同調回路の同調周波数を可変とし、ス
イッチＳＷ１のオン、オフ情報を識別可能としている。

【００１０】第１実施例装置による位置検出動作は、次
のようにして行われる。上記Ｘ軸スキャナ１２及び上記
Ｙ軸スキャナ１３は、Ｘ側アドレス情報及びＹ側アドレ
ス情報に基づいて、所定のタイミングで一対のＸ側及び
Ｙ側のループコイルを順次選択している。選択されたＸ
側およびＹ側ループコイルの重畳領域の上方に位置指示
器２の位置指示コイルＬ１が位置付けられたとき、位置
指示コイルＬ１は周囲の雑音電波やループコイルに流れ
たスイッチングノイズ等を拾い、これらのループコイル
を電磁的に結合する。このときコイル群１１（Ｘ側ルー
プコイル群）→Ｘ軸スキャナ１２→第１の増幅器１４ａ
→第２の増幅器１４ｂ→Ｙ軸スキャナ１３→コイル群１
１（Ｙ側ループコイル群）→位置指示器２（同調回路）
の発振系が構成され、この系内で発振状態となる。利用
回路１５は、第１の増幅器１４ａの出力電圧および出力
周波数の情報と、その出力に対応したＸアドレスおよび
Ｙアドレスとの情報に基づいて、位置指示器２の指示座
標とスイッチ状態とを演算し、図示しない上位装置に対
し演算結果を送出する。

【００１１】上記発振状態における発振周波数（以下、
位置検出周波数という）は上記発振系の回路定数により
定められるもので、上記位置指示器２内のスイッチＳＷ
１がオフのときとオンのときとではそれぞれ異なった周
波数で発振するように設定されている。実施例装置にお
いてはスイッチＳＷ１がオフの時は周波数ｆ０で、オン
の時は周波数ｆ１で発振する。従って、上記利用回路１
５は位置検出周波数を検出することにより上記スイッチ
ＳＷ１のオン、オフ状態を識別することができる。ま
た、発振時におけるＸ側スキャナ１２からの出力は、後
述する電源供給用ループコイル１６ａから供給される電
源供給用の周波数（ｆ２）成分によって、位置検出周波
数（ｆ０またはｆ１）成分とこの電源供給用の周波数
（ｆ２）成分とが混在した出力となるが、この電源供給
用の周波数成分（ｆ２）はフィルタ回路１９により吸収
されるので、発振系には影響を及ぼさない。このフィル
タ回路１９は、上記電源供給用の周波数（ｆ２）がその
回路の固有周波数となる直列共振回路として構成される
ものであり、上記電源供給用の周波数（ｆ２）が入力さ
れたときには、その入力に対し抵抗値が０となるように
作用し、上記位置検出用周波数（ｆ０、ｆ１）が入力さ
れたときにはその入力に対し高抵抗値となるように作用
するものである。

【００１２】次いで、第１実施例装置による付加機構２
１への電力供給について説明する。タブレット１には付
加機構２１に電源を供給するための機構として、電源供
給用ループコイル１６ａ、第３の増幅器１７、発振回路
１８を有している。上記電源供給用ループコイル１６ａ
は上記コイル群１１の周囲を囲むように配設されてい
る。上記発振回路１８は電源供給用周波数（ｆ２）を発
生する回路として構成されており、上記電源供給用ルー
プコイル１６ａに対し第３の増幅器１７を介して接続さ
れている。上記電源供給用周波数（ｆ２）は上記位置検
出周波数（ｆ０、ｆ１）に対して影響を及ぼさない帯域
に定められる。この影響を及ぼさない帯域とは、２つの
周波数域が存在したとき、一方の周波数帯域と他方の周
波数帯域とが重なり合わないことを意味する。この構成
においては、概ね帯域の中心周波数が１０ｋＨｚ以上離
れていれば良い。また、上記発振回路１８は、図示しな
い制御回路からの制御信号により、その動作が制御され
る。その制御とは、例えば発振の開始や停止、電波の強
度の変更あるいは発振周波数の変更であったりする。

【００１３】一方、位置指示器２には付加機構２１に電
源を供給するための機構として、電源受信用コイルＬ
２、電源受信用コンデンサＣ２を備えている。上記電
源受信用コイルＬ２と上記電源受信用コンデンサＣ２と
は、上記電源供給用周波数で同調する電源受信用のＬＣ
同調回路を構成している。上記付加機構２１は、発光ダ
イオードＬＥＤ１と抵抗Ｒ１とが直列に接続された構成
となっている。これらは、上記電源受信用コンデンサＣ
２の両端に接続され、ここから電源を得ている。

【００１４】上記発振回路１８は制御信号に基づいて上
記電源供給周波数（ｆ２）の電波を発信する。この電波
は第３の増幅器１７を介して電源供給用ループコイル１
６ａに供給されるが、このとき第３の増幅器１７はこの
電波を増幅し、必要な強度としてから供給している。上
記電源供給用ループコイル１６ａは供給された電波に応
じて、その周囲に磁界を発生する。この磁界は位置指示
器２がタブレット１上、すなわちコイル群１１上に位置
付けられたときに、上記電源受信コイルＬ２に作用し、
この電源受信コイルＬ２と電源受信用コンデンサＣ２か
らなる電源受信用同調回路と電磁結合する。その結果、
この同調回路内には電圧が誘起される。この電圧は上記
発光ダイオードＬＥＤ１に印加され、その結果、発光ダ
イオードＬＥＤ１は発光する。

【００１５】この構成は位置指示器２の指示座標が検出
エリア外にあることを告知する手段として有効である。
すなわち、利用回路１５からの出力が検出エリア外の情
報であった場合には、上記発振回路１８に与える制御信
号を所定のタイミングで間欠的に発信する信号とするこ
とにより、上記発光ダイオードＬＥＤ１を点滅させるこ
とが可能となるので、操作者に対し検出エリア外である
ことを告知することができる。また、この構成は位置指
示器２の指標照明手段としても有効である。すなわち、
上記発光ダイオードＬＥＤ１を位置指示器２の位置指示
コイルＬ１近傍、すなわち位置指示器２の指標部近傍に
配置するとともに、上記発振回路１８を専ら発振させる
よう制御信号を与えることにより、この指標部を照明す
ることができる。

【００１６】図２は位置指示器２の別な態様を示したも
のである。先に述べた装置との差異は、電力受信用同調
回路を２つ設け、それぞれに異なる色の光を発する発光
ダイオード（ＬＥＤ１、ＬＥＤ２）を備えた点、発光ダ
イオードに直列に接続された抵抗Ｒ１を電源受信用コイ
ル（Ｌ２、Ｌ３）の途中に接続した点にある。この構成
においては第１の電源受信用コンデンサＣ２と、第２の
電源受信用コンデンサＣ３の容量はそれぞれ異なってお
り、互いに異なる周波数（ｆ２、ｆ２’）の同調回路を
形成している。従って、発振回路１８の発振周波数をこ
れら同調回路の同調周波数に切り換えて発信させること
により２つの発光ダイオードＬＥＤ１とＬＥＤ２とを選
択的に発光させることが可能である。この発振周波数の
切り換えも、発振回路１８に与えられる制御信号により
行うことができる。

【００１７】この構成も位置指示器２の指示座標が検出
エリア外にあることを告知する手段として有効である。
すなわち、検出有効エリア内に位置指示座標があるとき
は上記発振回路１８の出力周波数をｆ２として緑色の発
光ダイオードＬＥＤ１を発光させておき、一方、検出有
効エリア内に位置指示座標がないときは出力周波数をｆ
２’として赤色の発光ダイオードＬＥＤ２を発光させる
といった構成が可能となる。また、この構成において
は、電源受信コイルの途中に抵抗Ｒ１用の接点を設けた
ので、低インピーダンスで発光ダイオードの駆動がで
き、効率よく点灯させることができる。

【００１８】図３及び図４は本発明の第２実施例装置を
示す図である。この第２実施例装置と上記第１実施例装
置との差異は、次の点にある。上記電源供給用ループコイルを２層構造（１６ｂ、
１６ｃ）とし、その角度を上記コイル群１１に対し、略
４５度となるように配した点。上記付加機構２１を表示機構とした点。上記表示機構に指示座標を表示させる点。以下、第２実施例装置について説明する。

【００１９】第２実施例装置のタブレットは、電力供給
用ループコイルに関わる部分が先の第１実施例装置と異
なっている。電力供給ループコイル１６ｂ及び１６ｃ
は、図３（ｂ）に示すように上記コイル群１１のＹ側ル
ープコイル（Ｙ１〜Ｙ６）に対して略４５度の角度を持
ち、かつ、１ターンの間隔Ｄを有するつづら折り状のパ
ターンで形成されている。本実施例においては２つの電
力供給用ループコイル１６ｂ及び１６ｃを間隔Ｄ／４だ
けずらして配設し、第１の電力供給用ループコイル１６
ｂにはＡｓｉｎωｔの駆動電波を、第２の電力供給用ル
ープコイル１６ｃにはＡｃｏｓωｔの駆動電波を供給す
ることにより、タブレット表面に一様な磁界を得てい
る。これらの駆動電波は上記電力供給ループコイル１６
ｂおよび１６ｃと上記第３の増幅器１７との間に設けら
れた位相器１７１によって生成されている。また、これ
ら駆動電波の周波数は上記電力供給用周波数（ｆ２）と
なるように設定されている。

【００２０】位置指示器２は、図３（ａ）に示すよう
に、位置検出機構としての位置指示コイルＬ１、この位
置指示コイルＬ１に並列に接続された基準コンデンサＣ
０、情報識別用コンデンサＣ１及びこの情報識別用コン
デンサＣ１に配設された接続スイッチＳＷ１と、付加機
構２１への電力供給機構としての電力受信コイルＬ２、
この電力受信コイルＬ２に並列に接続された電力供給用
コンデンサＣ２、この電力受信用同調回路の出力に接続
された整流回路２２及びこの整流回路２２からの出力を
平滑化するコンデンサＣ３と、付加機構２１としてのＬ
ＣＤ等から構成される表示器２１１及びドライバ２１２
とを備えている。

【００２１】座標検出動作時において、上記電力供給ル
ープコイル１６ｂおよび１６ｃには電力供給用の駆動電
波が印加され、この電波によって発生した磁界と上記位
置指示器の電力供給機構とが電磁結合する。第２実施例
装置においては、この駆動電波により上記表示器２１１
を駆動すると共に、この表示器２１１に指示座標とスイ
ッチ情報を表示する構成となっている。

【００２２】図４はこの構成における駆動電波を説明す
る図である。位相器１７１は発振器１８から発振された
周波数ｆ２の電波からＡｓｉｎωｔおよびＡｃｏｓωｔ
の２つの駆動電波を生成して上記電力供給ループコイル
１６ｂ及び１６ｃに印加する。このとき発振回路１８に
は上記利用回路１５にて演算された指示座標とスイッチ
情報のデータが加味された制御信号が与えられ、この信
号に基づいて発振している。

【００２３】すなわち、図４において、この駆動電波は
データオンレベルＶ１とデータオフレベルＶ２の２レベ
ルの電圧で構成されており、このＶ１が符号「１」に対
応しＶ２が符号「０」に対応するようになっている。ス
タート信号は所定のタイミングで送出され、このスター
ト信号の後にＸ座標データ、Ｙ座標データあるいはスイ
ッチデータが送出される。これらデータのうちＸ座標デ
ータ、Ｙ座標データは１０ビット（２⁰〜２⁹）の信号で
送出され、スイッチデータは２ビット（２⁰〜２¹）の信
号で送出されている。

【００２４】これら各データの送出手順は次の通りであ
る。まず、スタート信号Ｓ１が送出され、この後にＸ座
標データが送出される。データは△ｔ単位で区分けされ
た形で送出され、信号Ｓ１送出からの経過時間により該
当ビットが判断される。従って、このＸ座標データは２
⁷、２⁶および２³ ビットがオン状態であるので、値「２
００」のデータを示している。Ｘ座標データの送出が終
了すると、順次、スタート信号Ｓ２、Ｙ座標データ、ス
タート信号Ｓ３、スイッチデータが送出される。各デー
タの扱いはＸ座標データと同様であるので省略するが、
例示したデータは、Ｘ座標が２００、Ｙ座標が１００、
スイッチ情報が１（オン状態）となっている。実際にこ
のデータを電力供給ループコイル１６ｂ及び１６ｃに送
出する際には、このデータの位相を上記位相器１７１に
て変化させてＡｓｉｎωｔおよびＡｃｏｓωｔの２つの
駆動信号を生成し、それぞれを第１の電源供給コイル１
６ｂ、第２の電源供給コイル１６ｃに供給している。

【００２５】座標情報およびスイッチ情報を含んだ駆動
電波は、上述したように電力受信コイルＬ２と電磁結合
して位置指示器内の電力供給機構に誘導電圧を発生させ
る。この誘導電圧は、上記表示器２１１およびドライバ
２１２の駆動用電源及び表示データとして扱われる。こ
の誘導電圧を駆動用電源として用いる際には、上記整流
器２２およびコンデンサＣ３により整流、平滑化して所
定電圧に整た後に用いる。また、この誘導電圧から表示
データを読み取る際には、この誘導電圧を直接ドライバ
２１２に入力し、所定値（例えば、上記電圧値Ｖ１が５
Ｖ，Ｖ２が０Ｖ）となるよう電圧シフトしてから使用す
る。ドライバ２１２ではこの表示データから表示器２１
１用の制御データを生成して表示器２１１にデータを表
示する。以上のように第２実施例装置は、位置指示器に
設けられた表示装置に指示座標値及びスイッチ情報を表
示する。

【００２６】図５は第３の実施例装置を示したものであ
る。この第３実施例装置の特徴は、位置指示器内の位置
検出機構から付加機構（発光ダイオード）の駆動電源を
得ている点にある。第３実施例装置において、タブレッ
ト１には第２の増幅器１４ｂとＹ軸スキャナ１３との間
にスイッチＳＷ２を設け、かつ位置指示器２の位置検出
機構内には付加機構としての発光ダイオードＬＥＤ１と
抵抗Ｒ１を設けている。さらに、上記抵抗Ｒ１の端部は
電源受信コイルＬ１の途中に接続され、発光ダイオード
ＬＥＤ１の端部は基準コンデンサＣ０の接点に接続され
ている。この構成の位置検出機構は、タブレット１のコ
イル群１１と電磁結合して指示座標やスイッチ情報をタ
ブレット１に与えるのと同時に、付加機構２１としての
発光ダイオードＬＥＤ１に駆動電圧を与えている。従っ
て、位置検出動作が行われている際には、上記発光ダイ
オードＬＥＤ１は常時発光するようになっている。

【００２７】この構成は、上位装置とデジタイザ装置と
が正常に接続されているか確認する手段として有効であ
る。すなわち、図５に示すように、タブレットと上位装
置（図示せず）との通信にエラーが発生し、情報が送出
できなくなった状態において、制御装置（図示せず）は
この状態を利用回路１５から取得して制御信号によりス
イッチＳＷ２を開放させるように構成すると、エラー発
生時に上記発光ダイオードＬＥＤ１は発光しない。従っ
て、操作者は位置指示器の発光ダイオードの発光状態を
確認することにより、上位装置とデジタイザ装置との通
信状態を確認することができる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明のコードレス
デジタイザは、位置指示器に電池等の電源を備える必要がなくな
り、位置指示器を軽く構成することができるとともに電
池交換等の作業を省略することができる。指示座標が有効エリア内にあるか否かを位置指示器
により確認することができる。位置指示器の指示指標を照明することができる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例装置を示す構成図である。

【図２】本発明の第１実施例装置における位置指示器の
他の構成を示す構成図である。

【図３】本発明の第２実施例装置を示す構成図である。

【図４】本発明の第２実施例装置における送出データを
説明する図である。

【図５】本発明の第３実施例装置を示す構成図である。

【図６】従来装置を示す構成図である。

【符号の説明】

１タブレット１１コイル群１６電源供給用ループコイル１７第３の増幅器１７１位相器１８発振回路１９フィルタ回路２位置指示器２１付加機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者川中勉神奈川県横浜市戸塚区品濃町503−10 グラフテック株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】タブレットと位置指示器とで信号を無線
で授受することにより、タブレット上の位置指示器の指
示座標を決定するようにしたコードレスデジタイザにお
いて、上記位置指示器に上記タブレットから無線で供給される
電力により動作する付加機構を備えたことを特徴とする
コードレスデジタイザ。
【請求項２】上記付加機構は、上記位置指示器が上記
タブレットの読取りエリア外であることを告知する上記
位置指示器に設けられた発光手段である請求項１記載の
コードレスデジタイザ。
【請求項３】上記付加機構は、指標付位置指示器の指
標照明手段である請求項１記載のコードレスデジタイ
ザ。
【請求項４】上記付加機構は、装置の状態を表示する
上記位置指示器に設けられた表示手段である請求項１記
載のコードレスデジタイザ。