JPH0637923U - デジタイザ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 大型の自己発振型デジタイザにおいても、座
標位置決定速度を向上させる。 【構成】 多相配置導体構成を位置決定ループコイル群
とともに配設して、多相配置導体構成から位置指示器に
近接したループコイルを特定する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は複数のループコイル群が増幅器を介して選択的に接続されるタブレ ットとコイルを有した位置指示器とから構成され、位置指示器をタブレットに近 接して位置づけた際、上記位置指示器のコイル、増幅器及びこの増幅器に接続す るループコイル群が自己発振系を構成し、該増幅器の出力に基づき上記位置指示 器の指示位置を決定するタブレットに関するもので、特に、タブレットが大サイ ズのものであっても位置決定速度の低下を最小限にすることができるデジタイザ に関する。

【０００２】

【従来の技術】

この種の従来の装置としては図３〜図５に記載されたいわゆる自己発振型のデ ジタイザがあった。 図３はこの自己発振型デジタイザの全体的構成を示すブロック構成図、図４は 図３の装置の位置決定動作を説明するタイミング図、図５は図３の装置の位置決 定のための演算方法を示す説明図である。 この自己発振型デジタイザのタブレット１上には、図３に示したように、Ｘ方 向に順次配設されたＸ方向ループコイル群（ｘ１、ｘ２、ｘ３、・・・）とＹ方 向に順次配設された配設されたＹ方向ループコイル群（ｙ１、ｙ２、ｙ３、・・ ・）が設けられている。 Ｘ方向ループコイル群はＸ軸スキャナ１１を介していずれかのＸ方向ループコ イルが電圧増幅器１３の入力側に選択的に接続され、Ｙ方向ループコイル群はＹ 軸スキャナ１２を介していずれかのＹ方向ループコイルが電流増幅器１４の出力 側に選択的に接続される。

【０００３】 今、位置指示器２をタブレット１の面上に位置づけると、位置指示器２のコイ ル２１に近接した位置に配置されているＸ側ループコイルとＹ側ループコイルと がそれぞれＸ側スキャナ１１及びＹ側スキャナ１２によって電圧増幅器１３の入 力側及び電流増幅器１４の出力側に接続したとすると、周囲の雑音電波等をきっ かけとして位置指示器２のコイル２１と増幅器１３、１４とこれらに接続された Ｘ側ループコイル及びＹ側ループコイルとが自己発振系を構成し、固有の自己発 振周波数で発振する。この時の電圧増幅器１３の出力ｅ０が利用回路１５に入力 されて位置決定に供される。 図４はこのような自己発振系をＸ軸スキャナ１１及びＹ軸スキャナ１２により それぞれのループコイル群を次々と切り換えて構成していきながら電圧増幅器１ ３の出力ｅ０を測定していくタイミングを示したものである。 まず、Ｙ軸スキャナ１２がＹ方向ループコイルｙ１を固定接続する。そして、 この期間において、Ｘ軸スキャナ１１が次々とそのＸ側ループコイルを切り換え て出力ｅ０を測定し利用回路１５内に設けられた図示しないメモリにこの時選択 された各方向ループコイルの順位とともに記憶格納する。 次に、Ｙ軸スキャナ１２はＹ方向ループコイルｙ２を固定接続する。そして、 同様にこの期間において、Ｘ軸スキャナ１１が次々とそのＸ側ループコイルを切 り換えて出力ｅ０を測定し、各方向ループコイルの順位とともに記憶格納する。 次々と、この動作を最終番目の各方向ループコイルまで行うことで、図５に示 すようなマトリクス状の出力分布結果を得ることができる。 利用回路１５はこの出力分布結果から位置指示器２のＸ方向及びＹ方向の位置 を演算して決定している。 なお、この装置の位置指示器２はコイル２１と第１のコンデンサ２２１及びス イッチ２３の操作により接続可能な第２のコンデンサ２２２を有している。第１ のコンデンサ２２１は自己発振を容易に起こさせる作用を有しており、第２のコ ンデンサ２２２は自己発振における固有の発振周波数を変化させる作用を有して いる。従って、第１のコンデンサに代えて各方向ループコイルにそれぞれコンデ ンサを付加させたり第２のコンデンサに代えて抵抗等の素子を付加させるよう構 成しても良い。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

さて、このように構成された装置においては、Ｘ方向ループコイル群及びＹ方 向ループコイル群の数が少ない場合すなわちタブレット１の有効面積が小さい場 合にはそれほどの問題はないが、大サイズのタブレット１を構成する場合ループ コイルの総数が大幅に増加するため、上述したように各ループコイルを順次選択 していく方法では、位置検出速度が大幅に低下してしまう欠点があった。

【０００５】 このため、従来のこの種の装置においては、一般に、位置指示器２の大まかな 大まかな位置を決定する粗位置決定動作とこの粗位置決定動作によって得た結果 に基づいて位置指示器２の正確な指示位置を決定する精密位置決定動作の２つの 動作を有している。 例えば、上述したような装置においては、全部のループコイルを切替接続する のではなく適当な間隔で切替接続していきながら有意出力を検出したことをもっ て当該有意出力を生じたループコイルの順位を特定して粗位置決定動作を終了し 、この時のループコイルの順位を含む隣接するループコイルについて切替接続し て正確な位置を決定する精密位置決定動作を実行する。 このような測定方法を採用することにより位置決定速度を向上させていた。 しかしながら、Ａ１、Ａ０サイズ等のより大きなデジタイザを構成する場合に おいては、このような方法を用いてもなお切替接続回数が多くなってしまい、満 足な位置決定速度を達成することが困難な欠点があった。 この考案は、この欠点を改善するためになされたものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

このため、この考案においては、 複数のループコイルが電気的に絶縁されて順次配設されるとともにこれらのル ープコイル群が増幅器の入力側及び出力側に選択的に接続可能に構成されたタブ レットと、コイルを有した位置指示器とからなり、上記位置指示器を上記タブレ ットに近接して位置づけたとき上記位置指示器のコイル、上記増幅器及びこの増 幅器の入力側及び出力側に選択的に接続されたループコイルが自己発振系を構成 し、上記増幅器の出力に基づいてタブレット上の位置指示器の指示座標を検出す るよう構成したデジタイザであって、上記位置指示器が存在する付近のループコ イルの順位を求める粗位置決定動作と、該粗位置決定動作により求めたループコ イルの順位データを利用して上記位置指示器の正確な指示位置を決定する精密位 置決定動作とを有したデジタイザにおいて、 所定の繰り返しピッチでジグザグ状に配置されるとともに相互に所定間隔だけ ずらせて設けられた複数の導体からなる多相配置導体構成を上記タブレットに配 置し、 上記増幅器の入力側または出力側に選択接続されたループコイルに代えて上記 多相配置導体構成を接続させる切替手段を設け、 粗位置決定動作時においては、上記切替手段を動作させて上記選択されたルー プコイルと上記多相配置導体構成を増幅器を介して接続し、位置指示器のコイル 、増幅器及びこの増幅器に接続されたループコイルと多相配置導体構成からなる 自己発振系を構成し、この時の増幅器出力に基づき上記位置指示器の存在する付 近のループコイルの順位を特定するよう構成した。

【０００７】

【作用】

多層配置導体構成は、所定の繰り返しピッチでジグザグ状に形成され、かつ相 互に所定間隔だけずらされて設けられているので、位置指示器２のコイルがどこ の位置にあっても作用する。 今、いずれかのループコイルとこの多相配置導体構成が自己発振系を構成した 場合には、所定のレベルの出力が得られる。従って、粗位置決定動作における各 測定にあたって所定のレベルの出力が生じたか否かを検出することにより位置指 示器の存在する位置に近接したループコイルを特定することができる。

【０００８】

【実施例】

図１及び図２はこの考案の実施例装置をそれぞれ示す説明図で、図１は本考案 と関係するＹ方向ループコイル群とＹ軸スキャナ１２及び多相配置導体構成を有 したタブレット１の構成図、図２はこの考案の装置の位置決定動作を示すフロー チャートである。

【０００９】 図１を参照する。 タブレット１には、Ｘ方向ループコイル群ｘ１、ｘ２、ｘ３、・・・、Ｘ軸ス キャナ１１（ともに図１中には示していない）とＹ方向ループコイル群ｙ１、ｙ ２、ｙ３、・・・、Ｙ軸スキャナ１２及び一定の繰り返しピッチでジグザグ状に 配置されるとともに相互に１／４ピッチづつずらせて配置された２本の導体Ｃ１ 、Ｃ２からなるいわゆる２相配置導体構成が設けられている。

【００１０】 これらのうち、Ｘ方向ループコイル群、Ｘスキャナ１１、Ｙ方向ループコイル 群及びＹスキャナ１２は、図３に示す従来装置と同等な構成作用を有しているも のであるが、この実施例装置においてはこれらの各要素は、Ｘ粗位置決定動作（ 位置指示器に近傍するＸ方向ループコイルの順位を特定する動作）及び精密位置 決定動作の際に使用される。また、この実施例装置の２相配置導体構成Ｃ１、Ｃ ２、Ｙ方向ループコイル群及びＹスキャナ１２の各要素は、上記各動作に先立つ 位置指示器２の近傍の位置に存するＹ方向ループコイルの順位を特定するための Ｙ粗位置決定動作に使用される。 以下、これらの各動作について図面を参照して説明する。

【００１１】 Ｙ粗位置決定動作 今、図１に示すタブレット１のＹ方向ループコイルｙ３に近接する位置に位置 指示器２が載置され、Ｙ軸スキャナ１２がＹ方向ループコイルｙ１に接続したと する。 この時、まず第１の所定時間だけ第１の状態をとる。図示するように、電圧増 幅器１３の前段にあるスイッチＳ１がジグザグ導体Ｃ１に接続し、スイッチＳ２ がＳ１側すなわちジグザグ導体Ｃ１に接続し、スイッチＳ３が接地接続する。次 いで、第２の所定時間だけ第２の状態が形成される。この第２の状態では、Ｓ２ を接地側に、Ｓ３をＳ１すなわちＣ１に接続する。さらに、第３の所定時間だけ 、スイッチＳ１をＣ２側に、Ｓ２を接地側に、Ｓ３をＳ１すなわちＣ２に接続し て第３の状態とし、同様に、第４の所定時間だけ、スイッチＳ１をＣ２に、Ｓ２ をＳ１すなわちＣ２に、Ｓ３を接地接続して第４の状態を形成する。

【００１２】 一般に、多相配置導体構成の各ジグザグ導体（例えばＣ１、Ｃ２）にあっては 、位置指示器２のコイル２１の中心が、図１実線に示すようにジグザグ導体Ｃ１ によって囲まれる範囲（ここではこの状態をジグザグ導体の内側といい、その逆 を外側という）にある時はＣ１の出力は正を示し、同図破線で示すようにジグザ グ導体Ｃ１の出力は負を示すものとなる。なお、ジグザグ導体Ｃ２はこの逆であ る。 従って、この装置の電圧増幅器１３の前段に設けられた各スイッチ群は、 位置指示器２のコイル２１がどの位置に存在するときであっても、上述した第１ 〜第４の状態のいずれかに設定可能で、必要な時点での自己発振を可能にしてい る。

【００１３】 さて、Ｙ軸スキャナ１２がＹ方向ループコイルｙ２を接続しているときには、 位置指示器２のコイル２１はそれと近接した位置に存在しているので、上記のい ずれかの状態で、ループコイルｙ２、いずれかのジグザグ導体及び増幅器１３、 １４により発振が開始する。すなわち、位置指示器２のコイル２１がジグザグ導 体Ｃ１の内側にある時（図中実線）では第１の状態で発振し、ジグザグ導体Ｃ１ の外側にある時（図中破線）では第２の状態で発振する。 さて、ループコイルｙ２を接続したときに発振状態が生じた場合、電圧増幅器 １３の出力の一方を入力とする利用回路１５（図３）はその入力レベルの状態か らこの発振を認識し、この時のＹ方向ループコイルｙ２の順位を格納保持し、Ｙ 粗位置決定動作を終了する。

【００１４】 Ｘ粗位置決定動作 次いで、装置は、Ｘ粗位置決定動作に入る。まず、このＸ粗位置決定動作にお いては、図１に示す電圧増幅器１３の前段のスイッチ群のうち、スイッチＳ２を Ｘ軸スキャナ１１に、スイッチＳ３を接地接続する。この状態は、ちょうど図３ に示す状態と同一であるので、以下の説明においては図３を参照して説明する。 さて、Ｙ軸スキャナ１２はループコイルｙ２に固定接続する。この段階で、Ｘ 軸スキャナ１１を順次切替接続してその時点での発振の有無を利用回路１５が監 視する。今、Ｘ方向ループコイルｘ２をＸ軸スキャナ１１が電圧増幅器１３に接 続した段階で、発振状態が生じたとすると、位置指示器２のコイル２１はこのル ープコイルｘ５に近接した位置に存在していることがわかる。 利用回路１５は、この時のＸ方向ループコイルの順位ｘ２を格納保持してこの Ｘ粗位置決定動作を終了する。

【００１５】 精密位置決定動作 精密位置決定動作開始にあたって、利用回路１５は先のＹ粗位置決定動作で特 定したＹ方向ループコイルの順位ｙ２からこの精密位置決定動作において使用す るＹ方向ループコイル（例えば、ｙ２、ｙ３、ｙ４）を、Ｘ粗位置決定動作で特 定したＸ方向ループコイルの順位ｘ２からこの動作において使用するＸ方向ルー プコイル（例えばｘ２、ｘ３、ｘ４）を選択する。 そして、これらの各ループコイルをそれぞれのスキャナ１１、１２を介して電 圧増幅器１３及び電流増幅器１４に接続した際の各発振レベルを検出する。この 結果は、例えば図５に示す結果となる。これらのレベル値を所定の方法で演算す ることにより位置指示器２の指示座標を正確に決定することができる。

【００１６】 図２は、以上において説明したＹ粗位置決定動作、Ｘ粗位置決定動作及び精密 位置決定動作の動作の流れを表すフローチャートである。ステップ（１）からス テップ（７）までがＹ粗位置決定動作であり、ステップ（８）からステップ（１ ２）までがＸ粗位置決定動作、ステップ（１３）、（１４）が精密位置決定動作 である。 Ｙ粗位置決定動作においては、Ｙ軸スキャナ１２が適当な順位ＮのＹ方向ルー プコイルを固定し（ステップ（１））、ステップ（２）〜（５）において図１に 示す電圧増幅器１３の前段のスイッチ群を所定のタイミングで切り換えて各接続 状態を形成し発振の有無を監視（ステップ（３））し、いずれの状態においても 発振が生じなかった場合に順位Ｎを変更してステップ（２）に戻り、発振が生じ たときには、先に選択した順位Ｎをそのまま記憶格納して、次のＸ粗位置決定動 作に入る。 Ｘ粗位置決定動作においては、図１に示した各接続状態を図３に示した接続状 態にする（ステップ（８））。そして、Ｘ方向ループコイルの順位Ｍのループコ イルを接続して発振状態を監視する（ステップ（１０））。発振が確認されなけ れば、順位Ｍを変更してステップ（９）に戻り、発振が確認されたら順位Ｍを格 納保持して次の精密位置決定動作に入る。 順位Ｍ、Ｎを含んだ連続した複数のＸ及びＹ側ループコイルをループコイル次 々と接続しながら発振レベルを測定し（ステップ（１３））、ステップ（１４） にて座標算出を行って精密位置検出動作が終了する。

【００１７】

【考案の効果】

以上、説明したように、本考案によれば多相配置導体構成を用いることにより 位置指示器が近接するループコイルの順位を速やかに特定することができるので 、粗位置検出を効率よく行うことができ特に大型のデジタイザにおいて総合的な 位置検出速度を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本考案の１実施例装置に関わるタブレ
ットと位置指示器のコイルとの関係を示す説明図であ
る。

【図２】図２は、図１に示した実施例装置の位置決定動
作を説明するフローチャートである。

【図３】図３は、従来のデジタイザの構成を示すととも
に本考案の構成をも示す説明図である。

【図４】図４は、図３に示した従来の装置の装置の測定
動作を表すタイミング図である。

【図５】図５はこの種のデジタイザの座標算出方法を模
式的に示す説明図である。

【符号の説明】

１：タブレット ２：位置指示器

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のループコイルが電気的に絶縁されて
   順次配設されるとともにこれらのループコイル群が増幅
   器の入力側及び出力側に選択的に接続可能に構成された
   タブレットと、コイルを有した位置指示器とからなり、
   上記位置指示器を上記タブレットに近接して位置づけた
   とき上記位置指示器のコイル、上記増幅器及びこの増幅
   器の入力側及び出力側に選択的に接続されたループコイ
   ルが自己発振系を構成し、上記増幅器の出力に基づいて
   タブレット上の位置指示器の指示座標を検出するよう構
   成したデジタイザであって、上記位置指示器が存在する
   付近のループコイルの順位を求める粗位置決定動作と、
   該粗位置決定動作により求めたループコイルの順位デー
   タを利用して上記位置指示器の正確な指示位置を決定す
   る精密位置決定動作とを有したデジタイザにおいて、 所定の繰り返しピッチでジグザグ状に配置されるととも
   に相互に所定間隔だけずらせて設けられた複数の導体か
   らなる多相配置導体構成を上記タブレットに配置し、 上記増幅器の入力側または出力側に選択接続されたルー
   プコイルに代えて上記多相配置導体構成を接続させる切
   替手段を設け、 粗位置決定動作時においては、上記切替手段を動作させ
   て上記選択されたループコイルと上記多相配置導体構成
   を増幅器を介して接続し、位置指示器のコイル、増幅器
   及びこの増幅器に接続されたループコイルと多相配置導
   体構成からなる自己発振系を構成し、この時の増幅器出
   力に基づき上記位置指示器の存在する付近のループコイ
   ルの順位を特定するよう構成されたデジタイザ。