JPH0749741A - デジタイザ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 タブレットに設けられたループコイル群と位
置指示器との作用による出力信号の各ループコイルの存
在順位に関連した出力信号分布に基づき指示座標を決定
する装置において、出力信号のレベル変動があっても良
好な精度を保持するデジタイザを提供する。 【構成】 ループコイルに関連した出力信号のレベルを
規準レベルに補償するレベル補償手段を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、タブレット上に位置
に関連して配設された多数のループコイルと位置指示器
との作用による出力信号に基づき該位置指示器のタブレ
ット上の指示位置を算出するようにしたデジタイザに関
する。

【０００２】

【従来の技術】図３〜図６は従来のデジタイザのそれぞ
れ構成及び処理を示す説明図である。図３のデジタイザ
のタブレット上には、例えば、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を介して電流増幅器１４の出力側に選択
的に接続される。なお、電圧増幅器１３の出力側は電流
増幅器１４の入力側に接続されいわゆる閉ループを形成
可能な構成を有しているので、この明細書では、これら
の増幅器について必要のない限り単に「増幅手段」と呼
ぶことにする。位置指示器２をタブレット１面上に位置
づけたとすると、位置指示器２のコイル２１に近接した
位置に配設されている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１
２を介して増幅手段の入力側及び出力側に接続した時、
周囲の雑音電波等をきっかけとして位置指示器のコイル
２１と増幅手段及びこの増幅手段に接続されたＸ側ルー
プコイル及びＹ側ループコイルとが発振系を構成し、そ
の発振系固有の周波数で発振する。この時の電圧増幅器
１３の出力が利用回路１５に入力されて位置決定に供さ
れる。このような発振系を、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
切り換えて順次構成し、その個々の発振系毎に上記増幅
器の出力を順次測定記憶していく。このように、各発振
系毎すなわち、各Ｘ側、Ｙ側ループコイルの順位ととも
にその発振出力を記憶格納するので、各側ループコイル
の順位に対応した出力分布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方向の指示位置を演算して決定している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の装置
では、各方向のループコイルの順位とその電圧レベルの
分布に基づき、位置指示器の指示座標値を求めている。
これは、ループコイルの順位とその電圧レベルの分布が
所定の関数（一般には２次関数）に近似できることを前
提としたものである。すなわち、図４に示すように、ル
ープコイルｘ１、ｘ２、ｘ３、ｘ４上の図示した位置に
位置指示器２が存在したとすると、ループコイルｘ２に
はレベルＶｘ２の電圧が、ループコイルｘ３にはレベル
Ｖｘ３の電圧、ループコイルｘ４にはレベルＶｘ４の電
圧がそれぞれ出力される。これらの各出力電圧は、それ
ぞれ対応するループコイルの中心位置の出力として取り
扱うことができる。あらかじめ、装置の各部を調整し、
これらの各電圧レベルが図４の太実線に示すように２次
関数曲線に一致するよう構成されている。そして、２次
関数を用いた所定の計算式によりその頂点位置を計算し
て位置指示器２の指示位置を算出するようになしてい
る。Ｙ方向の位置座標も同様な方法により決定される。

【０００４】しかしながら、上述の電圧レベルの分布状
態が２次関数に近似できない場合には、算出した位置が
不正確になってしまう欠点があった。２次関数に近似で
きなくなる場合の１例としては、位置指示器２に円形
コイルを用いたものにおいては、ループコイルの幅Ｗと
位置指示器２のコイル２１の径の無関係な選択あるいは
位置指示器２のタブレット面からの距離（高さ）変動
などがある。例えば、図５に示すように、位置指示器２
と複数のループコイルが設けられたタブレット面との距
離ｈの変動により、図６に示すようにその距離の小さい
順からｈ１、ｈ２、ｈ３のようにその出力レベルが変動
し、その高さによっては２次関数とは大きくずれてしま
う場合が生じうる。このような場合には、２次関数によ
る位置算出方法は無意味となってしまう。また、このよ
うな場合、あるいは他の関数例えば１次関数を用いるよ
うな場合には、このように位置指示器２の高さが高くな
るにしたがい出力信号のレベルが小さくなるような装置
では、全体的な位置検出精度が低下してしまう欠点があ
った。このため、図３のような装置では、一般にループ
コイルと位置指示器との作用による出力信号分布が２次
関数あるいは他の関数に近似できるようにあらかじめ調
整されている。これらの調整は、ループコイルの幅Ｗ、
ピッチＰ、位置指示器２のコイル２１の径Ｄ（図１参
照）及び位置指示器２のタブレット１面からの高さｈ等
によって決定される。したがって、従来の装置では、位
置指示器２のタブレット１面からの高さ使用範囲をある
範囲に制限することにより適正な近似範囲を得るように
していた。この発明は、この点を改善することを目的と
して成されたもので、例えば位置指示器の高さ変動が大
きくなって出力信号のレベル変動が大きくなった場合で
も位置検出精度が良く、またその出力分布が近似すべき
関数から大きくずれた場合でもそれらの出力分布を良好
に補償するように成したものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このため、この発明にお
いては、タブレット上の位置に関連して配設された複数
のループコイルと位置指示器とを有し、上記各ループコ
イルと位置指示器との作用によるそれぞれの出力信号を
取り出し、上記ループコイルの存在位置（順位）に対応
した出力分布を測定した後、該出力分布に基づき上記位
置指示器の指示位置座標を算出するようにしたデジタイ
ザにおいて、設計によって決定される上記ループコイル
に関連する出力信号の規準レベルと上記ループコイルと
位置指示器との作用による実際の出力信号のレベルとの
差を検出するレベル差検出手段と、該レベル差検出手段
により検出した差を補償するレベル差補償手段と、を設
けた。

【０００６】

【作用】この発明は、先に説明した従来装置の調整され
た出力信号レベルを規準値とする。実際の測定時の各ル
ープコイルと位置指示器との作用による出力信号レベル
が上記規準値からどの程度ずれているかを検出する。そ
して、このズレ量（差）に基づき実際の測定時の出力信
号レベルを増減して補償する。なお、この発明において
は、上記の規準レベル信号は最大レベル値を採用してい
る。

【０００７】

【実施例】以下、図面を参照して本発明を説明する。図
１、図２は本発明の１実施例装置に関わる構成を示すも
ので、図１はループコイルに関する実際の出力信号レベ
ルの測定方法の説明図、図２は図１に示す測定の原理を
説明する模式図である。なお、この発明は図３に示す従
来装置と同等な構成により実施できるので、以下の説明
では図３に示された各構成を参照しながら説明すること
とする。

【０００８】図４のタブレット１面上の各ループコイル
配列にあっては位置指示器の位置によってその出力信号
レベルが変化するので、実際の測定時における出力信号
レベルを単独のループコイルのみでは測定できない。こ
のため、この発明の実施例では複数のループコイルの出
力信号を加算して実際の出力信号レベルを測定してい
る。図１に示すように、ループコイルの幅Ｗ、そのピッ
チＰ及び位置指示器２のコイル２１の径Ｄを所定の関係
にすることで実際の出力信号レベルを測定することがで
きる。すなわち、図２に示すように、ループコイルｘｉ
の出力Ｖｘｉとこのループコイルｘｉと隣接するループ
コイルｘ（ｉ＋１）の出力Ｖｘ（ｉ＋１）を加算すると
それぞれのループコイルの中央間においてほぼ一定の値
が得られる。この値は実際の測定時の出力信号の最大レ
ベルに比例した値である。なお、図２中、実線で示した
ものは位置指示器２のタブレット面１からの高さがｈ１
の時の出力であり、破線で示したものは高さがｈ２（ｈ
２＞ｈ１）の時の出力である。図１及び図２において
は、となりあうループコイルに関わる出力信号を加算し
て実際の出力信号レベルを測定しているが、各パラメー
タ（Ｗ、Ｐ、Ｄ）の選択によっては飛び飛びのループコ
イルを選択する場合もありうる。

【０００９】この発明のデジタイザでは、まず測定の開
始にあたって、ループコイルに関連する出力信号の実際
の出力レベルを測定するとともにそのレベル差を演算す
るレベル差決定手段が動作する。この測定にあたって、
Ｘ側スキャナ１１は隣合うループコイルを２個づつ順次
接続して加算増幅器として動作する電圧増幅器１３に該
ループコイル対に生じた２つの信号を入力する。利用回
路１５はこの加算増幅器１３の出力信号を順次取り込
み、その最大電圧レベルを求める。この信号レベルがそ
の状態における装置の実際の出力信号レベルとなる。そ
して、この最大電圧レベルとあらかじめ保持されている
規準電圧レベルとを比較しその差を演算する。そして、
このレベル差決定手段の結果に基づき実際の出力信号レ
ベルを調整するレベル差補償手段が動作する。利用回路
１５は、上記レベル差決定手段が求めたレベル差に基づ
き、実際の出力信号レベルが規準電圧レベルに一致する
ようゲイン調整回路１６を作用させる。これにより電流
増幅器１４の増幅度が増減されその出力レベルが増減さ
れる。したがって、加算増幅器１３の出力を規準レベル
に一致させることができる。この段階で座標位置決定動
作の準備が完了し、従来と同様な位置決定動作が開始す
る。

【００１０】上述の実施例装置においては、各ループコ
イルを２個づつ順次接続する構成を採用しているが、従
来と同様１個づつ選択して利用回路１５内で加算を行っ
て実際の出力信号のレベルを求めるようにしても良い。
このように構成することにより、レベル差決定手段の動
作及びレベル補償手段の動作をほぼ座標決定動作ととも
に実行させることができる。すなわち、Ｘ側スキャナ１
１が順次ループコイルを選択し利用回路１５がその出力
レベルを順次記憶格納していく際に、関連する複数のル
ープコイルに生じた出力信号のレベル値を加算し規準レ
ベル値と演算し、ゲイン調整回路１６を介して電流増幅
器１４の調整を行わせることができる。このように構成
することにより座標決定動作を早くすることができる。
また、上記実施例装置においては、レベル差補償手段は
増幅器のゲイン調整を行うものであったが、これとは別
に、従来の座標決定動作を行う際と同様な出力分布を求
め利用回路１５内のメモリに保持した段階で、先に求め
たレベル差に基づく倍率を求め実際の出力分布にこの倍
率を乗じて、利用回路１５内で新たな補償された出力分
布を作成するようなものであっても良い。この場合、レ
ベル差決定手段として規準レベル値と実際の信号レベル
値との差を求めるものではなく、規準レベルと実際の出
力信号レベルの差と上記倍率との関係を段階的に定義づ
けた対応表を利用回路１５のメモリ内に備え、実際の出
力信号レベルから直接その補償倍率値を求めるようにし
ても良い。さらに、上記実施例とは異なり、タブレット
面のループコイル群に順次電流を供給し位置指示器側で
誘導電圧を取得するようにした装置であっても適用する
ことができる。いずれも、ループコイルの順位に応じた
出力レベル分布を得ることができるからである。

【００１１】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、ループコイル順位に応じた出力分布が位置指示器等
の高さ変動等にともないレベル変動を起こした場合であ
ってもレベル補償手段を用いて近似すべき関数に近づけ
ることができ、またレベル低下が生じた場合でもレベル
補償手段を用いてそのレベルを増加させることができる
ので、正確でかつ比較的単純な構成で位置指示器の指示
位置座標を決定できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の実施例装置に関わるデジタイ
ザの要部構成図である。

【図２】図２は、図１の装置のレベル差検出手段の作用
を説明するための模式図である。

【図３】図３は、従来のデジタイザの１例を示す構成説
明図である。

【図４】図４は、従来のデジタイザの座標位置決定方法
例を示す模式図である。

【図５】図５は、この種デジタイザの不都合の１つであ
る位置指示器の高さ変動を表す説明図である。

【図６】図６は、タブレットと位置指示器との高さ変動
による出力レベル変動を説明するための模式図である。

【符号の説明】

１：タブレット ２：位置指示器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】タブレット上の位置に関連して配設された
   複数のループコイルと位置指示器とを有し、上記各ルー
   プコイルと位置指示器との作用によるそれぞれの出力信
   号を取り出し、上記ループコイルの存在位置（順位）に
   対応した出力分布を測定した後、該出力分布に基づき上
   記位置指示器の指示位置座標を算出するようにしたデジ
   タイザにおいて、 設計によって決定される上記ループコイルに関連する出
   力信号の規準レベルと上記ループコイルと位置指示器と
   の作用による実際の出力信号のレベルとの差を検出する
   レベル差検出手段と、 該レベル差検出手段により検出したレベル差を補償する
   レベル差補償手段と、 を有してなるデジタイザ。