JPS6035710B2 - 座標読取装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、タブレットに平行かつ、等間隔に設けられた
導電性の座標線の一端又は両端をスイッチング素子を介
してインピーダンス検出回路に繋ぎ、上記スイッチ素子
を逐次開閉する事によって上記座標線の成す閉ループの
インピーダンスを検出し、上記タブレット上の適宜位置
に上記インピーダンスを変化せしめる様に置かれた座標
指示器の位置を検出する座標読取装置に関するものであ
る。

従来、実用に供されているタブレット形座標読取装置に
は、タブレットのパルス信号を容量結合により座標指示
器で検出するもので、および座標指示器から発生する交
番磁界によってタブレットの座標線に発生する誘導信号
と交番磁界を発生させる励磁信号との位相差によって、
座標位置を読取る方式のものがる。

しかるに、前者の方式における座標の分解能はタブレッ
トに配列した座標線の間隔によって決定されるものであ
り、しかもその座標線の配列間隔も限度があって、高精
度の座標検出ができず、さらにタブレットの構成も複雑
化する。

また、後者の方式は、位相差をもって絶対座標位置を検
出するのである為、誘導信号と励磁信号とは確実に同期
されたものでなければならないという欠点があつた。そ
こで本発明は、座標指示器により変化するタフレット上
の座標線の成すインピーダンスを検出することにより、
座標指示器の位置を知ることができる座標読取装置を提
供するものである。

以下、本発明の実施例を図面に基き詳細に説明する。第
１図は本発明に係る座標謙取装置のタブレットの構造と
装置全体の構成を示す原理図である。

図において、１および２は、絶縁材料から成る平板で互
いに積層される。上記平板１および２には、コイル状に
複数回折り返した導体から成る座標線Ｓｘ，〜Ｓｘｎが
互いに平行に配列され、又これ等と直交する方向に座標
線Ｓｙ，〜Ｓｙｎが配列されている。上記座標線Ｓｘ，
〜Ｓ柳はＸ鞠方向、Ｓｙ，〜Ｓ肌はＹ藤方向に関して座
標指示器の位置を検出する為のものである。上記Ｓｘ，
〜ＳｘｎおよびＳｙ，〜Ｓ叩の一端はそれぞれ共通に継
がれ、インピーダンス検出回路６×および６ｙにつなが
れる。他の一端は、各々独立に走査回路３×および３ｙ
に設けられたスイッチング素子４×，４ｙにつながれ、
上記スイッチング素子４×，４ｙを介してそれぞれ共通
につながれ、インピーダンス検出回路６×，６ｙにつな
がれる。図において、５×，５ｙは走査信号分配器であ
り、走査アドレス信号ＡＸおよびＡｙにより上記スイッ
チング素子４×，４ｙの各スイッチに走査信号を逐次分
配して各スイッチを開閉し、上記座標線Ｓｘ，〜Ｓｘｎ
，Ｓｙ．〜Ｓ肌の両端を逐次上記インピーダンス検出回
路６×，６ｙにつなぐ様に動作する。第２図は、タブレ
ット上の座標線Ｓｙ，〜Ｓｙｎ中の任意の隣り合う３個
の座標線Ｓｙｉ‐，，Ｓｙｉ，Ｓｙｉ＋，と、タブレッ
ト上の適宜位置に慣れる座標指示器１０との関係を示し
たものある。

上講座標指示器１０の先端には、導体又は磁性体の球体
１１が設けられており、球体１１近傍の座標線両端のイ
ンピーダンス（本実施例においては主にィンダクタンス
）を変化させる。この時、インピーダンスの検出の仕方
により球体１１を磁性体にするか、導体にするか決定さ
れ、この結果により球体１１の近傍の座標線Ｓｙｉ‐，
，Ｓｙｉ，Ｓｙ…の両端のインピーダンスが大きくなる
か、小さくなるかが決まる。この様にして、球体１１の
近傍の座標線二つ以上のインピーダンスに比較によりタ
ブレット上の球体１１の位置を知ることが可能となる。
又、Ｘ軸に関する座標線Ｓｘ，〜Ｓｘｎと球体１ １と
の関係も同様にできる。従って、以後、Ｘ軸、Ｙ軸に関
する位置検出原理は同等かつ独立なので、Ｙ軸の動作に
関してだけ説明してゆく。第４図は、インピーダンス検
出回路の一実施例６ｙおよび６×の詳細図である。

図において、７ｙはスイッチング素子４ｙのスイッチを
閉じる事により座標線Ｓｙｉを含む、発振回路であり、
球体１１を近づける事により発振回路７ｙの発振レベル
が変化する。次に８ｙは、整流器であり、発振回路７ｙ
の出力である発振信号を整流する。なお発振信号の周波
数は、走査信号よりも充分高いものである。この発振レ
ベルの変化は、整流器８ｙの出力である直流電圧レベル
を変化させる。又、９ｙは、整流器８ｙの出力を平滑す
る平滑回路である。従って、球体１１を近づける事によ
って変わる座標線Ｓ〆の両端におけるインピーダンスの
変化は、平滑回路９ｙの出力では直流電圧レベルの変化
としてでてくる。又、発振回路７ｙと整流回路８ｙの間
に発振周波数のみを通す帯域フィル夕を設ければ、より
効果的である。第４ａ図は、球体１１のＹ軸方向の位置
Ｐと、インピーダンス検出回路６ｙの出力Ｚとの関係を
示した図であり、図において、ａ，ｂ，ｃはそれぞれ座
標線Ｓｙｉ‐，，Ｓい，ＳｙＭの中心位置であり、また
、Ａ，Ｂ，Ｃは各座標線Ｓｙｉ−，，Ｓｙｉ，ＳｙＭの
両端インピーダンス２と球体１１の位置Ｐの関係を示し
た曲線である。

第４ｂ図は、第４ａ図において球体１１の位置がＰ，に
ある時の各座標線Ｓｙｉ‐，，Ｓｙｉ，Ｓｙｉ＋，の両
端インピーダンス値Ｚａ，幼，れ、即ちインピーダンス
検出回路６ｙの出力と時間ｔとの関係を示した図である
。図において、Ｔａ，Ｔｈ，Ｔｃは、各座標線Ｓｙｉ‐
，，Ｓｙｉ，Ｓｙ…のつながれているスイッチング素子
４ｙの各スイッチの閉じる時間、即ち走査信号が各スイ
ッチに加わる時間である。第５図は、座標処理回路の詳
細図である。

図において、１２はリングカウンタ、もしくはそれと同
等の機能を有する走査アドレスを順次変えてゆく走査ア
ドレスカウンタである。上記走査アドレスカウンタにお
いて、１個のアドレスは座標線１本と対応づけられてい
る。上記走査アドレスカゥンタの出力である走査アドレ
ス信号は、走査回路３ｙに入力され、走査信号配分器に
より上記アドレスに対応する座標線の一端と結ばれてい
るスイッチング素子４ｙの中の１個のスイッチが閉じら
れ、インピーダンス検出回路６ｙにより上記座標線両端
のインピーダンスが検出される。１３はインピーダンス
検出回路６ｙの出力をディジタル化するＡ／Ｄ変換器で
ある。

１４は、３個のレジスタを持つレジスタ回路であり、Ａ
／Ｄ変換器の出力であるディジタル化された３個の座標
線のインピーダンスを記憶しておく。

３個のレジスタｃ，ｂ，ａには、必ず走査アドレスカウ
ンタと同期して若い番号の座標線のインピーダンスから
それぞれｃ，ｂ，ａの順に記憶される。

この動作は、レジスタｂの内容が他のレジスタｃ，ａの
内容より小さくなるまで続けられる。従って、球体１１
の下にある座標線Ｓｙｉのインピーダンスがレジスタｂ
に入力されるまで続けられるわけである。この時のレジ
スタａの内容は座標線ＳｙＭ両端のインピーダンスであ
り、レジスタｂの内容は座標線Ｓｙ；‐，両端のインピ
ーダンスを示している。１５は、演算回路であり、三つ
のレジスタａ，ｂ，ｃの加減乗除いずれかの演算値を座
標換算回路１６に知らせる。

この座標換算回路１６には、上記演算値に対応する座標
値を示す不揮発性メモリー回路（リード、オンリ、メモ
リ、プログラマフル、ロジック、アレイ等）が含まれて
おり、上記座標換算回路１６は、レジスタ回路１４のレ
ジスタｂに最４・値が入力された時の走査アドレスカウ
ンター２の走査アドレスを知る事により座標指示器１０
‘こ設けられた球体１１がどの座標線上にあるかを知り
、次に上託しジスタｃとａの内容の減算値より、上記座
標線の中心より球体が右にあるか、左にあるかを知り、
さらに不揮発性メモリと上記演算回路１５の演算値との
対応でさらに細かい球体の位置の座標を知る事ができる
。以上、Ｙ軸に関する動作だけを説明して釆たが、Ｘ軸
に関しても全く同様である。

本実施例では、Ｙ軸、Ｘ鞠同時に座標検出動作を行なう
ため、走査回路３ｘ，３ｙ、インピーダンス検出回路６
×，６ｙ、座標処理回路３、いずれも２軸分設けたが、
時分割的にこれを使用すれば１藤分だけで済む。

又、本実施例では主に譲導体インピーダンスの変化によ
る位置検出であったが、座標線のパタ−ンを変えること
により容量性インピーダンスの変化により位置検出する
ことも可能である。さらに第６図に示す様に、励振パル
ス発生器１９と、この励振パルスにより発振する座標線
Ｓｙｉを含む発振回路１７と、この発振信号と上記励振
パルスとの位相差を検出する位相差検出回路１８と、こ
の位相差により座標指示器の位置を換算する座標処理回
路２０とを組合わせれば、球体１１を座標線Ｓｙｉに近
づける事によって生じる発振回路１７の発振信号と励振
パルスの位相差の変化を知る事ができ、この位相差によ
り球体１１の位置を知る事も可能である。

従来の座標読取方式では、座標指示器がペン形状の場合
、座標指示器がタブレット面に対し傾いた時、タブレッ
ト上の座標線と座標指示器に設けられた検出素子ｅは、
励磁素子との相対関係がタブレット面と座標指示器の鏡
きによって異なり、これにより座標謙取装直は、実際の
座標指示器の接点位置を検出するのは不可能であった。

本発明は、座標指示器に設ける座標線の両端のインピー
ダンスを変化させる物質を球体にする事により、座標指
示器の傾きによる影響を全く無くし、完全に座標指示器
の接点の座標を検出する事を可能にした。しかも、座標
指示器は磁性体又は導体の球とそれを保持する非導体で
非磁性体のもので良く、従来の座標指示器より安価かつ
簡単なものである。また、座標指示器は、カーソルタイ
プでも可能な事は明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による座標謙取装置のタブレットと装
置全体の構成を示す原理図である（但し座標指示器は除
く）。 第２図は、Ｙ軸に関する座標線と座標指示器の関係を示
す見取図である。第３図は、インピーダンス検出回路の
一例を示す詳細ブロック図である。第４ａ図は、座標指
示器と座標線との相対位置とその時の座標線のインピー
ダンスとの関係を示したグラフである。第４ｂ図は、イ
ンピーダンス検出回路の出力と走査信号との関係を時間
軸に関して示したグラフである。第５図は、Ｙ軸に関す
る座標処理回路の一例を示したブロック図である。第６
図は、位相により座標を検出する場合の位相差検出回路
の一例を示したフロツク図である。１，２・・・・・・
タブレット、Ｓ×，〜Ｓ×ｎ，Ｓｙ，〜Ｓｙｎ・・・・
・・座標線、３×，３ｙ・・・・・・走査回路（スイッ
チング素子を含む）、４ｙ…・・・スイッチング素子、
６×，６ｙ…・・・インピーダンス検出回路、３…・・
・座標処理回路、１０・・・・・・座標指示器。 第１図第２図 第３図 第４０図 第４ｂ図 第５図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ タブレツト上に敷設した複数の導電性の座標線と、
   上記座標線のインピーダンスを検出するインピーダンス
   検出回路と、上記座標線の一端又は両端を走査信号によ
   り閉じてインピーダンス検出回路に結ぶスイツチング素
   子と、このスイツチング素子に走査信号を印加する走査
   回路と、上記タブレツト上の適宜位置に置かれ上記の座
   標線のインピーダンスを変化させる物体を有する座標指
   示器と、上記座標線のインピーダンスの大きさにより上
   記座標指示器の位置を判別する座標処理回路とから成る
   座標読取装置。 ２ 座標処理回路は、タブレツト上に敷設した複数の座
   標線に励振パルス発生器からの励振パルスで励振される
   発振回路の交流信号を印加した時に生ずる前記交流信号
   と励振パルスとの位相差を検出して座標指示器の位置を
   判別して成る特許請求の範囲第１項記載の座標読取装置
   。