JPS625425A - 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】 〔発明の利用分野〕 この発明は、電磁誘導型の座標入力装置に関する。

〔発明の雪景〕

この種の入力装置には、古くから種々のものが知られて
いる。特に電磁誘導方式と呼ばれるものの中には、種々
の方式が提案されており、多くの方式が商品化されてい
るが、精度の高いものは一般に高価であった。またこれ
らの方式では通常、ＲＯＭテーブルなどにより補正デー
タを格納するため、大きさの違う装置を製造する場合、
常にＲＯＭテーブルを改める必要があった。

このような欠点を除くものとして、例えば特開昭５９−
７９３８４に開示されたような発明がある。この発明は
、カーソルベン等に収納されるカーソルコイル径に対し
て、タブレットに設けた導線間隔を充分小さくして多数
のループコイルを形成できるようにし、カーソルコイル
が発するまたはカーソルコイルが受ける磁束によって多
数のループに誘導される、または多数のループによって
誘導される起電力の分布状態を計測することにより、カ
ーソルコイルの中心位置を算出するものである。具体的
には、例えば、カーソルコイルから励磁された信号を、
入力面上に構成された一定のループコイルにより受けと
り、入力面上のループコイルを順次選択する毎にそのル
ープからの出力をＡ／Ｄ変換し、起電力の分布を計算し
てカーソルコイルの中心位置を算出できるようにされて
いる。

この方式によれば、比較的安いコストで高精度の座標検
出ができるが、ループコイルを選択する毎にＡ／Ｄ変換
して記憶することが必要であり、座標を出力する速度、
すなわち、変換速度が遅いという問題があった。

また、精度を上げるためには、ループコイルの導線間隔
をカーソルコイルの径に比べて充分小さく　（小さけれ
ば小さいほど高精度になる）しなければならず、その精
度に応じたコストの上昇を招（結果となっていた。

〔発明の目的〕

この発明は、上記従来技術の実情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、変換速度が速い座標入力装置を提供す
ることにある。また、他の目的は、ローコストであるに
もかかわらず高い精度を得ることができる座標人力装置
を提供することにある。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するため、この発明は、複数のループ状
導体を埋設した入力面と、この入力面上を自由に移動で
きるカーソルコイルを備えた位置指示共とを有し、該導
体あるいは位置指示具のいずれか一方に電流を印加する
印加手段と、この印加により他方に発生した磁界または
電界を検出する検出手段とを備えた電磁誘導型座標入力
装置において、該ループ状導体の各ループを順次ｉ定時
間毎に選択し、印加によって生じた検出手段からの時間
毎の出力電圧を平滑化する平滑化手段と、平滑化された
出力電圧に対して出力波形が直線とみなせる少なくとも
２つの基準電圧を設定し、この基準電圧を検出した時点
の時刻を記憶する記憶手段と、記憶した時刻とから可動
コイルの中心の位置を算出する演夏手段とを備えた構成
にしてあり、基準電圧と相関する時刻から算出するので
、従来のように起電力の分布状態を算出するためにＡ／
Ｄ変換する必要もなく、また精度を上げるために特にル
ープコイルの密度を増加する必要もないという特徴があ
る。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

図は全てこの発明の実施例に係る座標入力装置を説明す
るためのもので、第１図はこの発明の構成の一例を示す
ブロック図、第２図はｔ磁誘導型座標入力装置の概略を
説明するための説明図、第３図はカーソルコイルに現出
した出力電圧と時間との関係を示すグラフ、第４図は第
３図の出力波形を平滑化した出力電圧カーブを示すグラ
フ、第５図、第６図はカーソルコイルの中心点を算出す
る算出方法を説明するための説明図である。

第１図において、座標入力装置は、入力面１ａを有する
タブレット１と、タブレット１内の導体に選択的に遣電
藤するスイッチ回路３Ｘ、３ｙ等を含むタブレット部２
０と、入力面ｌａ上を自由に移動する位宜指示美−一≠
としてのカーソルコイル２を含む検出部３０と、検出部
３０の信号からカーソルコイル２の中心１を計算する演
算部４０とから主に構成されている。

タブレット部２０は、タブレット１内に配設されたＸ方
向の複数のループコイルｘ＊（１＜ｎ）と、これに直角
なｙ方向のループコイルｙ＠　　（１＜、ｍ）と、この
ループコイルｘ１１．ｙ、に交流電流を供給するための
交流電源としての発振器２と、各ループコイルＸｓ、ｙ
ａを順次選択して該交流電流を励磁電流として印加する
ためのスイッチ回路３に、３Ｙと、このスイッチ回路３
ｘ、３ｙに対してスイッチングのタイミングを制御する
スイッチ制御回路４とからなっている。

検出部３０は、タブレット１上を自由に移動して前記ル
ープコイル！＋＋−３’ｓに対向するカーソルコイル５
と、このカーソルコイル５に生じた出力電圧を増幅する
増幅器６と、増幅された出力電圧を検波する検波回路７
と、検波後渡形成形するための平滑回路８と、波形成形
された信号と基準電圧とからカウンタ１０をＯＮ・ＯＦ
Ｆするための比較器９とからなっている。カウンタ１０
は、カウンタ１０内に付設されたカウンタ制御回路によ
り制御され、後述の所定時刻を得て、それを記憶するよ
うに設定されている。

そして、演算部４０は、タブレット部２０のスイッチ制
御回路４に対してスイッチング間隔を指示すると同時に
、キ★囲部３０のカウンタ１０からのカウンタ出力に応
じて、後述の演算式にしたがって座標位置を算出し、算
出した座標位置をコンピュータ側へ入力するインターフ
ェイス回路を備えた演算回路１１からなっている。

上記のように構成された座標入力装置における座標の検
出方法を次に説明する。

まず、第２図の概略説明図に示すように、例えばＸ方向
のループコイルｘｌ、ｘ冨＊　１３　＋　　Ｘ４上の任
意位置にカーソルコイル５が位置したとする。これに対
し、ループコイルＸＩ、ｘｇ　ｌ　　！３＋ｘ４に順次
発振器２から交流電流を印加する。この印加は、スイッ
チ回路３ｘを介して順次おこなわれ、ループコイル”ｌ
＋　　Ｘｔ　＋　　ｘｘ　＋　　Ｘａの選択および印加
する時間（タイミング）はスイッチ制御回路４からの信
号によりＭ御されている。このようにループコイルｘＩ
＋　　Ｘｇ＋　　ｘｆｆ＋　　ｘ４に順次励磁電流が印
加されると、印加されたループコイル”Ｉ　＋　　ｘｌ
　ｌ　　ｘｘ　＋　　’ＪＣ４に順次磁界が発生し、カ
ーソルコイル５からは、この磁界の強さに応じた起電力
が生じる。この起電力、すなわち、カーソルコイル５か
らの出力電圧は、時間の関数となり、検波後には第３図
に示すような波形になる。

この出力を平滑回路８を通すと、第４図に示すような出
力電圧曲線が得られる。ここで、最大電圧値に対応する
時刻をＣ２とすれば、この時刻Ｃ１がカーソルコイル５
の中心位置に相当することがわかる。したがって、この
時刻Ｃ２がわかればカーソルコイル５の中心位置がわか
り、この中心位置が入力すべき座標位置をさし示すこと
がわかる。

したがって、このピーク電圧に達する時刻Ｃ１を簡単に
算出できれば短時間で座標入力が可能となる。

この算出方法を第５，６図に基づいて説明する。

第５図において、平滑回路８からの出力電圧のピーク値
Ｖ、よりも低いところに、適当な２種の基準電圧を想定
し、それらをＶａ、Ｖｍとする。出力電圧がＯから次第
に上昇し、ピークを過ぎて再びＯに戻る間に■え、■、
を横切る点を時間の順にＣＩ　、Ｃｔ　、Ｃｓ　、Ｃｍ
とする０時刻Ｃｒ、Ｃｚに対応する出力電圧Ｖ＾から出
力電圧Ｖ３に至る間をＡ部、時刻Ｃ３，Ｃ，に対応する
出力電圧■１から出力電圧ｖＡに至る間をＢ部とすると
、Ａ。

Ｂ部はともに直線とみなすことができる。逆に、基準と
なる出力電圧ＶＡ、Ｖｌは、該Ａ部Ｂ部がともに直線と
みなせるような電圧を選ぶ必要がある。基＄電圧は一般
には実験により決定する。Ｃ８゜Ｃ１の値がきわめて近
い場合はピーク値の高さが十分大きくないとして座標を
無効とすることができる。

すなわち、座標指示具が充分に入力面に近接されている
かを検出することに使われる。このように基準電圧を選
ぶと、第５図からもわかるように、ピーク値■９の時刻
Ｃ２は、Ａ、Ｂ部の直線の交点に一致すると近位できる
。

平滑化された出力カーブは、時間の関数であるので、直
線Ａの式は、 Ｃｔ　　Ｃ＋ で表わされ、直線Ｂの式は、 ａ−Ｃｓ で表わされる。直線Ａ、Ｂの交点を（ＣＰ　、　　ＶＦ
）とすると、上２式において、ｃ−ｃ、、ｖ−ｖ。

とすることにより ＣニーＣＩ　　　　　　　　　０４−０３となり、これ
からＣ２を求めると （Ｃ４−Ｃり＋（Ｃｔ−ＣＩ） となる。

したがって、基準電圧Ｖ、、Ｖ、に達したときの時刻Ｃ
＋、Ｃｍおよびピーク値Ｖ、から該基準電圧Ｖ、、Ｖ、
に減衰したときの時刻Ｃｓ、Ｃａが求められると交点の
時間軸の座標ＣＰを算出することができる。すなわち、
上記時刻Ｃ，，ＣＳ。

Ｃｓ、Ｃａがカウンタ１０により求まると、演算回路１
１によりＣＰ値を算出し、Ｘ軸方向のカーソルコイル５
の中心位置を得ることができる。同様にしてｙ軸方向の
中心位置も算出し、カーソルコイル５のタブレットｌ上
の位置が一義的に決定され、この座標位置が前記演算部
４０からコンピュータ側に入力される。

このように所定の基準電圧Ｖ、、Ｖ、に対応する時刻Ｃ
＋　、Ｃｔ　、Ｃｓ　、Ｃ４をカウンタ１０によって記
憶し、この時刻Ｃ＋　、Ｃｍ　、Ｃｓ　、Ｃａに基づい
て座標位置を算出すると、Ａ／Ｄ変換をおこなう必要が
ないので、高速な座標検出が可能となる。また、カーソ
ルコイル５の位置に対応したカウントＭ（出力）を得る
ために、平滑回路８で成形した波形に応じて所定の基準
電圧レベルを設定し、この基準電圧レベルに基づいたカ
ウント値によって波形のピーク値ｖ９に相当する時刻Ｃ
２を求めてカーソルコイル５の中心を算出するので、高
精度の座標検出が可能である。さらに、特にループコイ
ルＸａ＋７ｍの密度を増さな（とも充分な座標検出精度
を得ることができる。

なお上記実施例にあっては、ループコイルＸ□ｙ、に順
次励磁電流を印加し、ループコイルｘ３゜ｙ、に発生す
る磁界をカーソルコイル５を介して検出し、検出した出
力を平滑化して座標検出に利用しているが、この他に、
発生した電界をカーソルコイル５を介して検出し、検出
した出力を平滑化して座標検出をおこなうこともできる
。

また、上記と逆に、カーソルコイル５に電圧を印加し、
タブレット１のループコイルＸ＊＋３’ａに発生する磁
界または電界を該ループコイルＸ□ｙ、を順次切り換え
て検出し、検出した出力を平滑化して座標検出をおこな
うことも可能である。

〔発明の効果〕

以上のように、タブレットとカーソルコイルの相対的位
置関係によって、ループコイルまたはカーソルコイルの
一方に現出する磁界もしくは電界による出力を時間の関
数として検出し、検出した出力カーブに応じた基準電圧
を設定して、この基準電圧に至る時刻からカーソルコイ
ルの中心位置の近値値を算出して座標位置を検出するこ
の発明によれば、ローコストで、座標検出速度が速く、
しかも検出精度のよい座標入力装置を提供できる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

図は全てこの発明の詳細な説明するためのもので、第１
図はこの発明の座標入力装置に用いられる回路の一例を
示すブロック図、第２図は座標入力装置の概略を示す説
明図、第３図は検出した出力波形を示す波形図、第４図
は第３図の出力波形を平滑化した出力カーブを示す波形
図、第５図は基準電圧の設定方法を説明するための説明
図、第６図は中心位置の算出方法を説明するための説明
図である。 １・・・・タブレット、１ａ・・・・入力面、２・・・
・発振器、３ｘ、３ｙ・・・・ループコイル、４・・・
・スイッチ制御回路、５・・・・カーソルコイル（位置
指示具）、６・・・・増幅器、７・・・・検波回路、８
・・・・平滑回路、９・・・・比較器、１０・・・・カ
ウンタ、１１・・・・演算回路、２０・・・・タブレッ
ト部、３０・・・・検出部、４０・・・・演算部。 代理人　　弁理士　　　武　　顕次部 ０２．−゛ 第２図 Ｖ。 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数のループ状導体を埋設したタブレットと、このタブ
   レットの入力面上を自由に移動できる位置指示具とを有
   し、該導体あるいは位置指示具のいずれか一方に電圧を
   印加する印加手段と、この電圧の印加により他方に発生
   した磁界または電界を検出する検出手段とを備えた電磁
   誘導型座標入力装置において、該ループ状導体の各々を
   順次選択し、印加によつて検出手段側に生じた時間毎の
   出力電圧を平滑化する平滑化手段と、平滑化された出力
   電圧に対して出力波形が直線とみなせる少なくとも２つ
   の基準電圧を設定し、この２つの基準電圧を検出した時
   点の時刻を記憶する記憶手段と、記憶した該時刻から位
   置指示具の入力面上の中心位置を算出する演算手段とを
   備えたことを特徴とする座標入力装置。