JPS59168581A - 座標入力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、コンピューターなどの電子機器に、手書き文
字や一形などの情報を入力用べ／などで入力する際に用
いて有効な、電磁誘導型の座標入力装置に関するもので
ある。

従来例の構成とその問題点 近年、コンピューターを中心とする情報機器分野におい
て、手書き文字や図形情報を入力できる安価な座標入力
装置の需要が高筐っている。

このような座標入力装置として、従来から電磁誘導型の
座標入力装置が知られているが、この装置は、分解能を
高めるために、入力ボードに細い導線を多数密に配設し
ており、そのため、膨大な数の引き出し線が必要となっ
たり、導線を精度良く配設することが困難であるという
欠点を有していた。

また、」二記問題点を解決するため、入力ボードに配設
する導体をコイル状にして分解能を向上させ、かつ、引
き出し線の数を減少させた座標入力装置もあるが、制御
回路が複雑になり高価になるという問題点があった。

発明の目的 本発明の目的は、入力ボードに配設する導体の数を大幅
に減少させ、しかも高分解能で、複雑な制御回路を必要
としない安価な座標入力装置を提供することにある。

発明の構成 本発明の座標入力装置は、Ｘ方向およびＹ方向に所定間
隔あけてマトリクス状に配設された複数本の導体を有し
、かつ上記ｘ−またばＹ方向の各導体のうち、２本の導
体を順次選択して外部より電流を供給するように構成し
た入力ボードと、上記入力ボードの面上に移動可能に位
置される座標入力用の検出コイルと、上記選択された２
本の導体を流れる電流により上記検出コイルに誘起され
る誘導電圧をそれぞれ独立して検出する検出手段を備え
、上記選択された２本の導体において一方の導体を流れ
る電流の値と他方の導体を流れる電流の値とが所定の関
係となるように」−記２本の導体に流す電流の値を相対
的に変化させ、」二記２本の導体間に置かれた上記検出
コイルにそれぞれの導体によって発生せられる磁界にて
誘起される各誘導電圧の値の比が所定値になった時の一
方の導体の電流値と上記２本の導体の位置座標によって
、上記検出コイルの位置を求めるように構成すると共に
、上記各誘導電圧の値の比が複数位置で所定値になった
時の」二記一方の導体の電流値が、所定の値の範囲にあ
るか否かを調べることにより、上記検出コイルの正しい
位置を判定するように構成したものであり、これにより
入力面上に配設する導体の数を大幅に減少でき、しかも
簡単な制御回路で導体間を補間できるため、信頼性の高
い高分解能の座標入力装置を低コストで実現できるもの
である。

実施例の説明 以下、図面に基づき本発明の実施例を具体的に説明する
。第１図（Ａ）、　（Ｂ）は本発明の座標入力装置の位
置検出原耳を示す概略図と磁界強度分布を示すグラフで
ある。第１図（Ａ）において、１，１は平行に配設され
た導朱で、２は導体１と同一平面上に置かれた検出コイ
ルであり、これはたとえば入力用ベノの先端に設けられ
ている。

第１図（Ａ）に示されるように、一方の導体に工１゜他
方の導体に工、なる電流を流した時、両溝体間に発生す
る磁界は、■、による磁界を茗４．Ｈ２による磁界をＨ
２とすれば、 馬−７ｋ ・・・・・・　　　　（１） （ただし、ｄは両溝体間の距離） と表わされる。これを図示すれば第１図（Ｂ）の磁界強
度分布グラフのようになる０次に検出コイル２を第１図
のようにＸ−＝Ｘｐ　なる位置へ置いた時、検出コイル
２に誘起される電圧は、Ｈｌによる誘導電圧をＶ、、Ｈ
２’による誘導電圧をｖ２　　とすれば、（ただし、Ｋ
は定数） と表わされる。従って（３）　、　（４）両式により検
出コイル２の位置ｘｐ　を求めると６式のように表わさ
れる。

工、 エラ ｖ２工。

Ｉ、　＋ＣＩ、：　Ｉ。（工。ニ一定片・・・・・　（
７）とすれば、検出コイル２の位置Ｘｐ　は、、。　　
　　　　　・・・・・・（８）と表わされる。

すなわち、条件式（６）　、　（７）が満足された時、
検出コイル２の位置Ｘｐ　は電流工、の値によって求め
ることができる。なお、条件式（６）　、　（７）にお
いて、定数Ｃの値を、Ｃ＝１とすることが回・路的に最
も実現しやすく、構成も容易になる。従って、上記条件
式は、 Ｉ、＋Ｉ、−Ｉ。（工。−一定戸・・−・・（９となる
。

つまり、２本の導体の電流工、と工、とを差動で変化さ
せた時、検出コイル２に誘導されるＩｌ、Ｉ、による誘
導電圧、ｖｌ、ｖ２の値の比が１と々る時の工。

の値により、検出コイル２の位置Ｘｐを求めることがで
きる。

従って、上記２本の導体に流す電流を、隣接する２本の
導体に順次切り換えていくことによって、入力ボード全
面の座標を検出することができる。

しかしながら、上記導体の真上へ検出コイルが位置する
場合、検出コイルには真下の導体の電流による誘導電圧
は発生しない。それゆえ、上記２本の導体近傍では検出
を避ける必要があり、上記２本の導体間の補間距離を上
記２本の導体間隔の１／２とし、１本おきに２本の導体
を選択していくものとする。

上記、のように導体を順次選択していく時に、検出コイ
ル２に発生する誘導電圧のようすを第２図（人）に示す
。第２図（Ａ）　Ｋ’おいて、１２Ｌ、　１ｂ　、　１
０　。

１ｄ、１ｅは導体を示し、Ｐｏ点に検出コイルが置かれ
、１ａと１ｃ、１ｂと１ｄ、１０と１ｅの順に２本の導
体が選択され、その時の検出コイルに誘導される誘導電
圧Ｖ１．　Ｖ２を図示したものである。

Ｐｏ点において、ｖｌｂとｖ２ｂの値は上記原理にょシ
一致しているが、２１点においてもｖｌｏとｖ２ｏが一
致している。これは検出コイルが導体１ｃの真上付近に
あるため、導体１ｃの電流による誘導電圧ｖ１゜の値が
低下するからである。第２図体）において、Ｐｏ点、２
１点における一致誘導電圧を、ｖｐｏ　＋　ｖｐ＋とす
れば、原理的に、 騙〉ｖｐｌ（１１） となるので、所定の間値を設けることにより、正しい位
置を判定できるが、入力面に対する検出コイルの高さや
傾斜などの影響を考慮した時、ｙｐｏ　＋ｖｐ１の値は
変化する可能性があり、確実な判定方法が必要である。

第２図（Ａ）のような状況が生じるのは、検出コイルが
導体の近傍に存在する場合に限られるため、上記各誘導
電圧の値が複数位置で一致した時、得られた検出コイル
の位置座標が第２図（Ｂ）に示されるような所定の範囲
内に存在するか否かを調べることにより、検出コイルの
正しい位置を判定することができる。

第３図は本発明の一実施例における座標入力装置のブロ
ック図で、１は入力ボード３にマトリクス状に配設され
た導体であり、第１図の導体１に相当する。２は入力用
ペンの先端に付設された検出コイルであハ、第１図の検
出コイルに相当する。

６は電流Ｉ、、Ｉ、の和が一定値工。となるように保ち
、かつカウンタ８ａからの２進コードにより工、および
工、の値を変化させる電流スキャン回路、６は電流工、
および工、をＸ方向またはＹ方向に分配するだめのスイ
ッチ回路、４ａ、４ｂはカウンタ８ｂからの２進コード
による電流工、および工、を導体１へ分配するだめのマ
ルチプレクサである。１０は一１時記憶用のランチ回路
で、ゲート回路１−４ｂからのコントロール信号により
、カウンタ８ａおよび８ｂからの座標データを保持して
出力するものである。γはクロックパルス発生回路で、
カウンタＢａ、電流スキャン回路６．および変調回路１
１を駆動するだめのものである。１１は電流Ｉ４．Ｉ。

と等しい高周波電流を得るための変調回路である。

９は検出コイル２に誘起された２つの誘導電圧Ｖ。

■２を各々分離して検出するだめの検出回路、１５は上
記検出回路９により検出された２つの電圧Ｖ。

とｖ２とを比較し、その比が１になった時にコントロー
ル信号を出力するｖ１／ｖ２一致回路、１２はカウンタ
８ａの出力コードと所定の範囲のコードを比較するコン
パレータ、１３はゲート回路１４ａを通過したｖ、／ｖ
２一致回路１６からのコントロール信号によりトリガさ
れ、コンパレータ１２の出力信号を保持するフッソゲフ
コツブ回路、１４ｂはフリップフロップ回路１３の出力
信号によ５り開閉するゲート回路で、ランチ回路１０へ
送るコントロール信号を制御する。

以上のように構成された本実施例の座標入力装置につい
て、以下その動作を説明する。まず、力（ ウンタ８ｂの出力コードをマルチプレクサ４ａ。

４ｂＫ入力し、電流を流す２本の導体を選択する。

次にカウンタ８ａの出力コードを変化させ、得られた差
動電流を上記２本の導体へ供給する。再びカウンタ８ｂ
の出力コードを変更して次の２本の導体を選択し、以下
同様の動作を〈シ返す。上記−動作によって入力面３上
の導体に変化する差動電流が順次印加されていく。一方
、検出コイル２には各導体からの誘導電圧が発生するが
、差動電流工、■、の変化によって、検出電圧ｖ、ｖ２
　の値が等しくなった時、ｖ１／ｖ２−数回路１５はコ
ントロール信号を出力し、カウンタ８２Ｌおよび８ｂの
出力コードがラッチ回路１ｏに記憶される。もし、この
時、カウンタ８？Ｌの出力コードの値が所定の値の範囲
内にあると、ゲート回路１４ａ（ｄ開き、Ｖ１／／ｖ−
数回路１５からのコントロール信号はフリラフフロ９プ
回路１３をトリガし、コンパレータ１２の、−散出力信
号はフリップフロップ回路１３に保持され、ゲート回路
１４を閉じる。従って、カウンタ８ｂからのリセット信
号が７リツプフロ、ツブ回路１３に入力されるまで以後
のコントロール信号はラッチ回路１０へ送られない。

上記の様子を第４図のタイミング図に示す。第５図は、
正しい位置のコントロール信号が後に出る場合、第６図
は正しい位置のコントロール信号のみが出る場合の各タ
イミング図である。第４図乃至第６図から明らかなよう
に、ラッチ回路１０に最後に保持されたデータを読み出
せば正しい位置のデータが得られる。

以上のように、本実施例によれば、Ｖ、／Ｖ２−数回路
からのコントロール信号が複数位置で出力された時に、
導体の電流値に対応した座標値を所定の値の範囲と比較
することによって、検出コイルの正しい位置を判定して
因る。

なお、本実施例では上記動作を実現するだめに、コンパ
レータ、フリップフロップ回路、ゲート回路を用いてい
るが、これに限られるものではなく、例えば、得られた
データの値から、ソフトウェアによって正しいか否かを
判定してもよいことは云う寸でもない。

発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、検出
コイルの正しい位置とそうでない位置の両方で検出信号
が得られた場合、各位置での導体の電流値または、上記
電流値に対応した座標値と所定の値の範囲とを比較する
という簡単な操作でもって、検出コイルの正しい位置を
判定しているため、簡単な回路を付加するだけで、座標
分解能などの基本的性能を損ねることなく、経時変化や
外乱などによる誤動作を防止し、信頼性を著しく向」ニ
させることができる。

また、上記検出コイルの正しい位置の判定は、得られた
各出力座標値のみを所定の値の範囲と比較することによ
って実現できるため、ハードウェア回路を付加せずに、
ソフトウェアによって判定するととも可能であり、制御
回路の構成をより簡素化することも容易である。

【図面の簡単な説明】

、第１図（Ａ）　、　（Ｂ）は本発明の座標入力装置の
位置検出原理を説明するだめの概略図と磁界強度分布を
示すグラフ、第２図（Ａ）は検出コイルに発生する誘導
電圧のようすを示した図、第２図（Ｂ）は正しい位置か
どうかを判定するための座標値の範囲を示すグラフ、漉
３図は本発明の一実施例の要部ブロック図、第４図、第
５図および第６図は第３図のブロック図において、検出
コイルの正しい位置を判定する回路の動作を説明するだ
めのタイミング図である。 １・・・・・導体、２・・・・・・検出コイル、３・・
・・・・入力ボード、４ａ、４ｂ・・・・・・マルチプ
レクサ、５・旧・・スイッチ回路、６・・・・・・電流
スキャン回路、７・・・・・・クロックパルス発生回路
、Ｂ　ａ　、　ｓ　ｂ−−カウンタ、９・・・・・・検
出回路、１ｏ・・・・・・ラッチ回路、１１・・・・・
・変調回路、１２°゛コンパレータ、１３・・・・・・
フリノブフロップ回路、１４２Ｌ、１４ｂ・・・・・・
ゲート回路、１６・・・・・・Ｖ、　／’Ｖ２一致回路
。 代理人の氏名　弁理士　φ　尾　敏　男　ほか１名第１
図 コイルイ立１ 第５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｘ方向およびＹ方向に所定間隔・あけてマトリクス状に
   配設された複数本の導体を有し、かつ上記ＸまたはＹ方
   向“の各導体のうち、２本の導体を順次選択して外部よ
   り電流を供給するように構成した入力ボードと、上記入
   力ボードの面上に移動可能に位置される座標入力用の検
   出コイルと、上記選択された２本の導体を流れる電流に
   より上記検出コイルに誘起される誘導電圧をそれぞれ独
   立して検出する検出手段を備え、」二記選択された２本
   の導体において、一方の導体を流れる電流の値と他方の
   導体を流れる電流の値とが所定の関係となるように上記
   ２本の導体に流す電流の値を相対的に変化させ、」二記
   ２本の導体間に置かれた上記検出コイルにそれぞれの導
   体によって発生せられる磁界にて誘起される各誘導電圧
   の値の比が所定値になった時の一方の導体の電流値によ
   って上記検出コイルの位置を求めるように構成するとと
   もに、上記各誘導電圧の値の比が複数位置で所定値にな
   った時の上記一方の導体の電流値が、所定の値の範囲に
   あるか否かを調べること、により、上言−出、コイルの
   正しい位置を判定するように構成したことを特徴とする
   座標入力装置。