JPH0651897A

JPH0651897A - 座標検出器

Info

Publication number: JPH0651897A
Application number: JP20568692A
Authority: JP
Inventors: Yoshihisa Osaka; 義久大坂; Teruhiro Watazumi; 輝博綿住; Seiichi Nakano; 誠一中野; Masatoshi Sakata; 正俊阪田; Shigetaka Mizoguchi; 繁孝溝口
Original assignee: Hitachi Seiko Ltd
Current assignee: Via Mechanics Ltd
Priority date: 1992-07-31
Filing date: 1992-07-31
Publication date: 1994-02-25

Abstract

(57)【要約】【目的】コードレスの指示器であっても、当該指示器
によりオペレータの指令を与えることができる座標検出
器を提供すること。【構成】指示器１にはオペレータの指令に対応してス
イッチＳ₁、Ｓ₂が設けられ、各スイッチの選択により
共振周波数が決定する。座標検出動作中、マイクロコン
ピュータ３７は発振器３１とバンドパスフィルタ３４に
順次周波数を設定して励磁ループ２ｂを励磁するととも
に検出ループ２ａから電圧信号を取り出し、電圧信号が
最大値を示した周波数と対応する指示器の共振周波数を
見出し、この共振周波数から指令を判断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、指示器により指示され
たタブレット上の位置の座標を検出する座標検出器に関
する。

【０００２】

【従来の技術】座標検出器は、Ｘ軸およびＹ軸について
それぞれ多数の検出ループが布線されたタブレットと、
このタブレット上の任意の位置を指示する電磁ペン、カ
ーソル等の指示器と、この指示器で指示された位置の座
標を検出する検出部とで構成されている。指示器は、そ
の内部に発振コイルを有し、検出部と接続されたコード
から当該発振コイルに励磁電流を供給することにより磁
界を発生し、検出部は、発生した磁界により検出ループ
に誘導された電圧に基づいて座標検出を行う。

【０００３】このような座標検出器において、操作者は
指示器を持って所要の位置を指示するが、指示器をタブ
レット上で操作する毎にコードも指示器と一体となって
移動するので、操作者にとって指示器の操作に煩わしさ
が伴い、取扱が不便であるという欠点があった。この欠
点を解消するため、指示器をコードで接続する必要のな
い座標検出器が考案されている。この座標検出器は、指
示器内部に電池および発振回路を備え、当該電池を電源
として発振コイルを励磁する構成となっているが、これ
は、電池交換の必要が生じるため保守性が悪く、又、指
示器の重量や容積の点で満足すべきものではない。

【０００４】このため、検出ループの他にこれら検出ル
ープと所定の位置関係をもって複数の励磁ループを布線
し、これら励磁ループに励磁電流を供給することにより
指示器の発振回路を励振させ、これにより指示器に磁界
を発生させて座標検出を行う座標検出器が提案されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記励磁ループを備え
た座標検出器は、電池を使用しないので、指示器の保守
が不要であり、その重量、容積も小さくできるという長
所を有する。ところで、通常、指示器には座標検出時、
座標検出器の制御部に対し所要の指令を出力するスイッ
チが設置され、スイッチが選択操作されると制御部はど
のスイッチが操作されたかを判定して当該スイッチに対
応した指令の処理を実施するようになっている。しかし
ながら、上記座標検出器は、指示器と制御部とを接続す
るコードを持たないので、指示器から制御部へ所要の指
令を与えることはできず、これを行うためには制御部側
にスイッチを設けねばならず、この場合、操作者は座標
検出動作とスイッチの操作とを別々に行わねばならず、
極めて面倒である。

【０００６】本発明の目的は、上記従来技術における課
題を解決し、指示器と制御部とを接続するコードがなく
ても、指示器により所要の指令を与えることができる座
標検出器を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、少なくとも所定の軸方向に所定ピッチで
布線された多数の検出ループと、これら検出ループの各
出力電圧を検出する電圧検出手段と、励磁回路を内蔵す
る指示器とを備え、この指示器で指示された位置を、前
記電圧検出手段の検出値に基づいて検出する座標検出器
において、前記指示器に備えられ、その励磁回路の共振
周波数を予め設定された周波数に選定する選定手段と、
前記検出ループ又はこれら検出ループと所定位置関係で
配置された励磁ループを励磁するループ励磁手段と、こ
の励磁手段に設けられ、発振周波数が可変とされた発振
器と、前記電圧検出手段に設けられ、周波数帯が可変と
されたフィルタと、前記発振器および前記フィルタの各
周波数を同一の所定の複数周波数に順次変更する周波数
変更手段と、この周波数変更手段により変更された各周
波数毎の前記電圧検出手段の検出値に基づいて前記選定
手段により選定された周波数を検索する検索手段とを設
けたことを特徴とする。

【０００８】

【作用】各検出ループ又は各励磁ループはループ励磁手
段により順次励磁され、各検出ループの出力電圧は順次
電圧検出手段により検出されてゆく。この動作により、
指示器が位置する検出ループの出力電圧は変化し、この
変化により指示器の座標が検出される。上記動作中、周
波数変更手段はループ励磁手段の発振器の発振周波数、
および電圧検出手段のフィルタの周波数帯域の中心周波
数のそれぞれを、同じ所定の複数周波数に順次変換して
ゆく。指示器において所望の指令に対応する周波数が選
定されているとき、上記周波数変更手段により変更され
た周波数が、指示器で選定された周波数と一致すると、
電圧検出手段で検出される出力電圧は大きく変化する。
これにより、指示器で選定された周波数、即ち設定され
た指令を認識することができる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明
する。図１は、本発明の実施例に係る座標検出器の概略
構成を示す図である。図で、１は指示器であり、コイル
Ｌ、コンデンサＣ₀、Ｃ₁、Ｃ₂、コンデンサＣ₁と直
列接続されたスイッチＳ₁、およびコンデンサＣ₂と直
列接続されたスイッチＳ₂を備えている。

【００１０】２はタブレットに配置された布線を示し、
２ａは検出用の布線（検出ループ）、２ｂは励磁用の布
線（励磁ループ）である。図では検出ループ２ａおよび
励磁ループ２ｂとも１つのみ示されているが、これらは
それぞれ多数配置されている。即ち、各検出ループは図
示の検出ループ２ａと同一ピッチで同一方向（Ｘ軸方
向、Ｙ軸方向）に同一間隔で互いに平行に配置され、
又、各励磁ループは図示の励磁ループ２ｂと同一方向
（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向）に互いに平行に配置されてい
る。

【００１１】３は制御部を示し、以下の構成を有する。
即ち、３０ａは各検出ループを順次選択的に接続するセ
レクタ、３０ｂは各励磁ループを順次選択的に接続する
セレクタである。３１は励磁ループを励磁する発振器で
あり、その発振周波数を任意の周波数に変更することが
できる。３２は発振器３１の発振周波数の電流をセレク
タ３０ｂに出力するドライバである。３３はセレクタ３
０ａから出力される検出ループの出力電圧を増幅する増
幅器、３４は増幅器３３で増幅された電圧信号のうちの
選択された任意の周波数帯域の信号のみを通過させるバ
ンドパスフィルタ、３５はバンドパスフィルタ３４の出
力信号の最大値を検出するピーク検出回路、３６はピー
ク検出回路３５で検出された最大値をディジタル値に変
換するＡ／Ｄコンバータである。３７は座標検出器の種
々の演算、制御を行うマイクロコンピュータ、３８は発
振器３１の発振周波数およびバンドパスフィルタ３４の
周波数帯域の中心周波数を設定する電圧を出力するＤ／
Ａコンバータである。

【００１２】次に、本実施例の動作を説明する。オペレ
ータは座標検出動作において、指示器１でタブレット上
の任意の位置を指示する。マイクロコンピュータ３７
は、まず、発振器３１の発振周波数およびバンドパスフ
ィルタ３４の周波数帯域の中心周波数を、指示器１のス
イッチＳ₁、Ｓ₂が開放された状態におけるコイルＬと
コンデンサＣ₀との共振周波数に一致させるべく、所定
の電圧信号（ディジタル値）をＤ／Ａコンバータ３８に
出力する。Ｄ／Ａコンバータ３８は当該電圧信号をこれ
に相当するアナログ電圧に変換し、発振器３１とバンド
パスフィルタ３４に出力する。これにより、発振器３１
およびバンドパスフィルタ３４の周波数は上記共振周波
数に設定される。

【００１３】次に、マイクロコンピュータ３７はセレク
タ３０ａに最初の検出ループを選択接続した状態で、セ
レクタ３０ｂを駆動して励磁ループをドライバ３２に順
次選択接続してゆく。これにより、各励磁ループは上記
共振周波数で順次励磁される。各励磁ループの励磁毎
に、セレクタ３０ａで選択接続されている検出ループの
出力電圧が増幅器３３で増幅され、バンドパスフィルタ
３４に入力される。この場合バンドパスフィルタ３４の
中心周波数は上記共振周波数と同一であるので、入力さ
れた電圧信号は減衰することなく通過する。

【００１４】上記の状態で全ての励磁ループの励磁が終
了すると、マイクロコンピュータ３７はＤ／Ａコンバー
タ３８に対して、発振器３１の発振周波数およびバンド
パスフィルタ３４の周波数帯域の中心周波数を、指示器
１のスイッチＳ₁が閉じられたときの回路構成であるコ
イルＬおよびコンデンサＣ₀、Ｃ₁の共振周波数ｆ₁に
一致させる信号を出力する。これにより、発振器３１と
バンドパスフィルタ３４の周波数はｆ₁に設定され、こ
の状態で再度各励磁ループが順次励磁される。この動作
が終了すると、マイクロコンピュータ３７はＤ／Ａコン
バータ３８に対して、発振器３１の発振周波数およびバ
ンドパスフィルタ３４の周波数帯域の中心周波数を、今
度は指示器１のスイッチＳ₂が閉じられたときの回路構
成であるコイルＬおよびコンデンサＣ₀、Ｃ₂の共振周
波数ｆ₂に一致させる信号を出力し、発振器３１とバン
ドパスフィルタ３４の周波数をｆ₂に設定し、この状態
で再び各励磁ループが順次励磁される。

【００１５】以上で、最初の検出ループの電圧信号の検
出が終了し、次いで、マイクロコンピュータ３７はセレ
クタ３０ａを駆動して次の検出ループを選択接続する。
そして、この選択された検出ループについて、再び上記
と同様、順次励磁ループを励磁し、これら励磁ループの
選択毎に、発振器３１とバンドパスフィルタ３４に対し
て周波数ｆ₀〜ｆ₂の設定を行い、当該検出ループの電
圧信号を取り出す。この動作が繰り返され、全ての検出
ループの電圧信号の検出が終了することにより、１回の
座標検出動作が完了する。

【００１６】この座標検出動作中、ある励磁ループと現
在選択されている検出ループとの交点に指示器１が存在
し、かつ、発振器３１とバンドパスフィルタ３４に設定
された周波数が指示器１の共振周波数と一致する周波数
に選定されているとき、当該励磁ループの励磁によるコ
イルＬの出力交番磁界は大きくなり、したがって、セレ
クタ３０ａから出力される当該検出ループの電圧信号は
他の励磁ループと検出ループで検出される電圧信号より
遙かに大きくなり、この信号は同一周波数に設定されて
いるバンドパスフィルタ３４を通過してピーク検出回路
３５に出力される。この状態における検出ループの電圧
信号を図２に示す。

【００１７】図２は検出ループに発生する電圧信号の特
性図で、横軸に周波数、縦軸に電圧がとってある。今、
例えば指示器１のスイッチＳ₁、Ｓ₂がいずれも開放状
態にあり、このときのコイルＬとコンデンサＣ₀の共振
周波数をｆ₀とする。発振器３１とバンドパスフィルタ
３４に上記周波数ｆ₀が設定された状態で、指示器１を
交点に有する励磁ループと検出ループがセレクタ３０
ａ、３０ｂにより選定されると、当該励磁ループが励磁
されたときの検出ループの電圧信号は、図示の電圧信号
Ｖ₀の如く周波数ｆ₀で最大となり、周波数ｆ₀を外れ
ると急速に減衰する。スイッチＳ₁が閉じられたときの
コイルＬ、コンデンサＣ₀、Ｃ₁の共振周波数ｆ₁、お
よびスイッチＳ₂が閉じられたときのコイルＬ、コンデ
ンサＣ₀、Ｃ₂の共振周波数ｆ₂についても同様であ
る。

【００１８】以上のように、１回の検出動作が完了する
と、マイクロコンピュータ３７はそれまでに収集した電
圧信号に基づいて指示器１の座標を決定する。この座標
は、収集した電圧信号の最大値が示された交点であり、
かつ、そのとき発振器３１とバンドパスフィルタ３４に
設定された周波数に対応するスイッチ状態がオペレータ
の指令となる。以下、このような検出動作が連続して繰
り返されることにより、座標検出が行われる。

【００１９】このように本実施例では、指示器が有する
共振周波数を発振器およびバンドパスフィルタに順次設
定して電圧信号検出を行うようにしたので、指示器と制
御部とがケーブルにより接続されていなくても、指示器
から所要の指令を発生させ、これを制御部に認識させる
ことができ、オペレータの操作が極めて容易となり、し
かも、共振周波数の設定により大きな電圧信号を得るこ
とができ、これにより、Ｓ／Ｎ比が改善されて検出精度
を向上させることができる。

【００２０】ところで、上記実施例では、発振器および
バンドパスフィルタに周波数を設定する場合、指示器が
有する共振周波数を順次設定するようにしているが、他
の周波数設定手段も可能である。これを他の実施例とし
て、図３を参照しながら説明する。図３は図２と同じく
横軸に周波数、縦軸に検出ループに発生する電圧がとっ
てある。マイクロコンピュータ３７は指示器１に設定さ
れた共振周波数のうち、さきの実施例における最小の共
振周波数ｆ₂より僅かに低い周波数ｆ₂₀から始めて、最
大の共振周波数ｆ₀₀より僅かに高い周波数まで、予め定
められた周波数幅ｆ_sの間隔で発振器３１およびバンド
パスフィルタ３４に対して順次周波数を設定してゆく。
そして、マイクロコンピュータ３７は、さきの実施例と
同じく、座標検出動作において設定した各周波数のうち
電圧が最大となる周波数（図３では、この周波数はｆ₁
である。）を見出し、この周波数が指示器１の各共振周
波数のうちのどの周波数と等しいか、又は最も近いかを
判断して指示器１からのオペレータの指令を認識すると
ともに、当該周波数を設定したとき得られる電圧信号に
基づいて指示器１の座標を検出する。

【００２１】このように、本実施例では、所定の周波数
幅で順次周波数を発振器およびバンドパスフィルタに設
定して電圧信号検出を行うようにしたので、さきの実施
例と同じ効果を奏するとともに、指示器における共振周
波数がコンデンサやコイルの精度低下等、何等かの理由
により所定の周波数を多少外れるような事態が生じて
も、電圧信号として最大値を得ることができるという効
果も奏する。

【００２２】なお、上記各実施例の説明では、指示器の
スイッチが２つである場合を例示して説明したが、スイ
ッチの数は任意に選定することができ、共振周波数の数
もその数に対応することとなる。又、１つの検出ループ
を定めて励磁ループを順次励磁し、次いで次の検出ルー
プの検出に移る例について説明したが、逆に、１つの励
磁ループを定めて各検出ループで順次検出を行い、次い
で、次の励磁ループの励磁に移るようにしてもよい。

【００２３】さらに、上記実施例の説明では、検出ルー
プと励磁ループが直交して配置されている座標検出器に
ついて説明したが、必ずしも直交しているものだけに限
ることはなく、例えば、特願平３−１８０４８４号に示
されるように、検出ループと励磁ループとが同一形状で
互いに重合わされ、励磁ループの磁界により直接検出ル
ープに電圧信号を発生させ、指示器が存在している検出
ループの電圧低下を検出する型の座標検出器にも適用可
能である。又、検出ループのみが配置され、最初に検出
ープを励磁し、これにより指示器のコイルを励振させ、
この励振により検出ループに生じる電圧を検出する型の
座標検出器にも適用可能である。この場合、検出ループ
を選択するセレクタおよびこのセレクタをドライバおよ
び増幅器に選択的に切り換えて接続するスイッチング素
子又はセレクタが設けられることになる。

【００２４】さらに又、入力される電圧信号に対して、
予め最大電圧信号に対応する電圧を設定しておき、入力
された電圧信号が設定された電圧以上であるとき、その
回の座標検出動作を中止し、次の回の検出動作を行うよ
うにすることもできる。

【００２５】

【発明の効果】以上述べたように、本発明では、周波数
変更手段により発振器およびフィルタの各周波数を複数
周波数に順次変更し、各周波数毎の電圧検出値に基づい
て指示器で選定された周波数を検索するようにしたの
で、指示器と制御部とを接続するコードがなくても、指
示器により所要の指令を与えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る座標検出器の概略構成を
示す図である。

【図２】図１に示す検出ループの各設定周波数に対する
電圧の波形図である。

【図３】図１に示す検出ループの１つの設定周波数に対
する電圧の波形図である。

【符号の説明】

１指示器２ａ検出ループ２ｂ励磁ループ３検出部３０ａ、３０ｂセレクタ３１発振器３４バンドパスフィルタ３５ピーク検出回路３７マイクロコンピュータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者阪田正俊神奈川県海老名市上今泉2100番地日立精工株式会社内 (72)発明者溝口繁孝神奈川県海老名市上今泉2100番地日立精工株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも所定の軸方向に所定ピッチで
布線された多数の検出ループと、これら検出ループの各
出力電圧を検出する電圧検出手段と、励磁回路を内蔵す
る指示器とを備え、この指示器で指示された位置を、前
記電圧検出手段の検出値に基づいて検出する座標検出器
において、前記指示器に備えられ、その励磁回路の共振
周波数を予め設定された周波数に選定する選定手段と、
前記検出ループ又はこれら検出ループと所定位置関係で
配置された励磁ループを励磁するループ励磁手段と、こ
の励磁手段に設けられ、発振周波数が可変とされた発振
器と、前記電圧検出手段に設けられ、周波数帯が可変と
されたフィルタと、前記発振器および前記フィルタの各
周波数を同一の所定の複数周波数に順次変更する周波数
変更手段と、この周波数変更手段により変更された各周
波数毎の前記電圧検出手段の検出値に基づいて前記選定
手段により選定された周波数を検索する検索手段とを設
けたことを特徴とする座標検出器。
【請求項２】請求項１において、前記周波数変更手段
は、前記発振器および前記フィルタの周波数を、前記指
示器の励磁回路に予め設定されている共振周波数に順次
切換えることを特徴とする座標検出器。
【請求項３】請求項１において、前記周波数変更手段
は、前記発振器および前記フィルタの周波数を、前記指
示器の励磁回路に予め設定された全ての共振周波数を含
む範囲内の周波数に対して所定の周波数間隔で順次変更
してゆくことを特徴とする座標検出器。