JPS6333173B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、コンピユータなどの電子機器に、手
書き文字や図形などの情報を入力用ペンなどで入
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、コンピユータ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まつている。

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、座標分
解能を高めようとすると、それだけ入力面全域を
走査するのに時間がかかり、座標検出速度が遅く
なつてしまうという問題があつた。

また、座標入力用ペンが消耗して変換した場
合、製造上のばらつきなどによりコイルの感度に
差があるため、交換の度ごとに調整が必要である
という問題もあつた。。

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ながら高分解能を維持しつ
つ、かつ座標検出を高速で実現でき、さらにコイ
ルの感度のばらつきを吸収できる座標入力装置を
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次の構成要件を含めて
構成されている。

(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する入力
ボード。

(2) 前記導体のうち１本を選択し所定の電流を流
すドライバー回路。

(3) 前記入力ボード面上に移動可能に位置され、
上記１本の導体を流れる電流により誘導電圧を
発生する座標入力用の検出コイル。

(4) 前記誘導電圧と所定のスレシホールド電圧を
比較する受信レベル判定回路。

(5) 前記受信レベル判定回路からの信号を記憶
し、それが所定の条件を満たしていれば領域信
号を出力し、条件を満たしていなければ、再度
処理を行う領域判定回路。

これにより高分解能の座標検出が高速で行え、
しかも入力面に配設する導体の数を大幅に減少で
きるとともに制御回路の構成も簡単であり、さら
にコイルの感度のばらつきを吸収できる低コスト
の座標入力装置を実現できる。

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，Ｃは本発明の座標入力装
置の領域検出原理を示す概略図、磁界強度分布及
び誘導電圧分布を示すグラフである。第１図Ａに
おいて、１は配設された導体で、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
とえば入力用ペンの先端に設けられている。

第１図Ａに示されるように、導体にＩなる電流
を流したとき、導体の周囲に発生する磁界は、Ｉ
による磁界をＨとすれば、 Ｈ＝Ｉ／2π｜ｘ｜ ……(1) 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。次に磁界による検
出コイル２に誘起される電圧は、Ｈによる誘導電
圧をＶとすれば、 Ｖ＝Ｋ・Ｈ＝Ｋ・Ｉ／2π｜ｘ｜ ……(2) （ただし、Ｋは定数） と表わされる。ただし、検出コイルが導体に重つ
ているときには磁界が打消されて、誘起される電
圧は小さくなる。これを図示すれば第１図Ｃの誘
導電圧分布グラフのようになる。

第２図Ａは、導体の配置図であり、この導体配
置で導体０，１，２，３，４，５，６，７を順次
１体ずつの選択を行い、一定値Ｉなる電流を流し
たときの、検出コイルに誘起される誘導電圧を各
導体に対応して示したグラフが第２図Ｂ，Ｃ，Ｄ
である。第２図Ｂは検出コイルがちようど導体３
の真上に位置する場合、第２図Ｄは検出コイルが
導体３，４の中間に位置する場合、第２図Ｃは検
出コイルが上記２つの場合の中間に位置する場合
の誘導電圧の波形である。検出コイルを移動させ
た場合、誘導電圧の波形は、第２図Ｂ，Ｃ，Ｄの
間で連続的に変化するが、典型的には第２図Ｂ，
Ｃ，Ｄのようになる。ここで、所定のスレシホー
ルド電圧を第２図Ｂ，Ｃ，Ｄのように設定すれ
ば、誘導電圧がスレシホールド電圧を超えた導体
番号を検出することができる。検出された導体の
数（以下検出導体数という）が第２図Ｂ，Ｃ，Ｄ
のように２または３の場合には、次のように検出
コイルの存在する範囲を限定することができる。
すなわち、第２図ＢとＣの場合には、検出コイル
は導体２と導体４の間に位置し、第２図Ｄの場合
には、検出コイルは導体３と導体４の間に位置す
る。以上により、検出導体数が２または３の場
合、検出コイルをはさむ導体の番号を領域信号と
して出力する。コイルの感度のばらつきなどによ
り設定されたスレシホールド電圧に対して検出導
体数が２または３という条件を満たしていない場
合、上記の電流値Ｉを変化させ再度導体検出数を
求め、上記の条件を満たすまで繰り返す。

出力された領域信号はそのまま座標値として用
いてもよいし、検出コイルがはさまれる導体間に
おいて、例えば、おのおのの導体に和が一定の階
段状の電流を流し、双方の導体により検出コイル
に誘起される誘導電圧が等しくなつたときの電流
値により座標値を求める方法のような詳細な座標
の検出を行つてもよい。以上の方法により、高分
解能で高速かつ、コイルの感度のばらつきを吸収
することのできる座標検出を実現することができ
る。

第３図は、本発明の一実施例を示す要部構成図
である。同図において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
に相等する。２は入力用ペンの先端に付設された
検出コイルであり、第１図の検出コイル２に相当
する。４はドライバー回路であり、上記導体１か
ら導体選択信号に対応する１本の導体を選択し、
電流レベル信号に対応する電流を選択された導体
に流す。５は受信レベル判定回路であり、上記検
出コイル２に接続され、検出コイル２に誘起され
る誘導電圧を検出し、スレシホールド電圧と比較
し、誘導電圧の方が大きい場合導体検出信号を出
力する。６は領域判定回路であり、導体検出信号
に対応する導体番号を記憶し、記憶された導体番
号の組合わせが所定の条件を満たしていれば領域
信号を出力し、条件を満たしていなければ、記憶
された電流レベルを変化させ、電流レベル信号お
よび導体選択信号を出力し再度判定を行い、条件
が満たされるまで繰り返す。

ドライバー回路４、受信レベル判定回路５、領
域判定回路６は、詳細には以下のように構成され
てもよい。

ドライバー回路４は、領域判定回路からの２進
コードの電流レベル信号をそれに対応した電流信
号に変換するデイジタル―アナログ（Ｄ／Ａ）変
換回路７と、その電流信号により高周波搬送波を
振幅変調し、変調信号を出力する振幅変調回路８
と、領域判定回路からの２進コードの導体選択信
号に対応して、導体１から１本の導体を選択し、
上記変調信号を流すマルチプレクサ９ａ，９ｂか
ら構成される。

受信レベル判定回路５は、検出コイル２に誘起
される誘導電圧を検出し検出電圧を出力する電圧
検出回路１０と、検出電圧と比較を行うためのス
レシホールド電圧を発生するスレシホールド電圧
発生回路１１と、検出電圧とスレシホールド電圧
を比較し、検出電圧の方が大きければ導体検出信
号を出力する比較回路１２から構成される。

領域判定回路６は、導体番号を記憶する導体番
号記憶回路１３と、電流レベルを記憶する電流レ
ベル記憶回路１４と、制御回路１５から構成さ
れ、制御回路１５は、導体選択信号および電流レ
ベル記憶回路１４に記憶された電流レベルに従つ
た電流レベル信号をドライバー回路４に出力し、
受信号ベル判定回路５からの導体検出信号に対応
した導体番号を導体番号記憶回路１３に記憶し、
記憶された導体番号の組合わせが所定の条件を満
たしていれば領域信号を出力し、条件を満たして
いなければ、電流レベル記憶回路に記憶された電
流レベルを変化させ電流レベル信号および導体選
択信号を出力し、再度判定を行うようになつてい
る。上記制御回路１５は通常のマイクロプロセツ
サで実現することもできる。また、上記領域信号
として出力された導体の間でさらに詳細な座標の
検出を行つてもよい。

以上のように構成された本実施例の座標入力装
置について以下にその動作を説明する。まず制御
回路１５は導体１を順次１本ずつ選択するために
導体選択信号をマルチプレクサ９ａ，９ｂに供給
し、マルチプレクサ９ａ，９ｂはそれに従つて導
体１から１本の導体を選択する。次に制御回路１
５は、電流レベル記憶回路１４に記憶されている
電流レベルに対応した電流レベル信号をＤ／Ａ変
換回路７に供給し、Ｄ／Ａ変換回路７はその電流
レベル信号をそれに対応した電流信号を振幅変調
回路８に供給する。振幅変調回路８はその電流信
号により高周波搬送波を振幅変調し、変調信号を
マルチプレクサ９ａ，９ｂに供給し、マルチプレ
クサ９ａ，９ｂは変調信号を上記選択された１本
の導体に流す。このとき、検出コイル２には上記
導体に流れる変調信号により誘導電圧が誘起され
る。電圧検出回路１０は上記誘導電圧を検出し、
検出電圧を比較回路１２に供給する。スレシホー
ルド電圧発生回路は所定のスレシホールド電圧を
発生し、比較回路１２に供給する。比較回路１２
は上記検出電圧と上記スレシホールド電圧を比較
し、検出電圧の方が大きければ制御回路１５に導
体検出信号を供給する。次に制御回路１５は導体
検出信号を供給された場合、対応する導体番号を
導体番号記憶回路１３に記憶する。上記処理を全
てまたは一部の導体１について行つた後、制御回
路１５は導体番号記憶回路１３の内容を調べ、検
出導体数が２または３であれば、導体番号記憶回
路１３の内容から検出コイル２をはさむ導体番号
を領域信号として出力する。検出導体数が１以下
の場合、電流レベル記憶回路１４に記憶されてい
る電流レベルを上げて上記の処理を行い、検出導
体数が２または３になるまで繰り返す。検出導体
数が４以上の場合同様に電流レベルを下げて上記
の処理を行う。以上の処理により、座標値とし
て、検出コイル２をはさむ導体の番号が得られ
る。さらに高解能の座標が必要な場合にはこれら
の導体の間で詳細な座標の検出を行つてもよい。

発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明の座標
入力装置によれば、入力面に配設する導体数を大
幅に減少でき、かつ高分解能の座標検出を高速で
行え、さらに検出コイルの感度のばらつきを吸収
でき安定した座標検出が行なえるというすぐれた
効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ，Ｂ，Ｃは本発明の座標入力装置の領
域検出原理を示す概略図、磁界強度分布を示す図
及び誘導電圧分布を示す図、第２図Ａ，Ｂ，Ｃ，
Ｄは導体の配置図と各導体による誘導電圧を示す
図、第３図は本発明の一実施例の要部構成図であ
る。 １……導体、２……検出コイル、３……入力ボ
ード、４……ドライバー回路、５……受信レベル
判定回路、６……領域判定回路、７……Ｄ／Ａ変
換回路、８……振幅変調回路、９ａ，９ｂ……マ
ルチプレクサ、１０……電圧検出回路、１１……
スレシホールド電圧発生回路、１２……比較回
路、１３……導体番号記憶回路、１４……電流レ
ベル記憶回路、１５……制御回路。

Claims (1)

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する入力ボ
   ードと、上記入力ボードに接続されかつ導体選択
   信号および電流レベル信号を供給され、上記Ｘま
   たはＹ方向の各導体のうち、上記導体選択信号に
   対応した１本の導体を順次選択して上記電流レベ
   ル信号に対応した所定の電流を供給するドライバ
   ー回路と、上記入力ボードの面上に移動可能に位
   置され上記ドライバー回路により選択された１本
   の導体を流れる電流により誘起される磁界を受信
   し誘導電圧を発生する座標入力用の検出コイル
   と、上記検出コイルに誘起される誘導電圧を供給
   され、上記誘導電圧が所定の電圧を超えているか
   どうかの判定を行い導体検出信号を生成する受信
   レベル判定回路と、上記導体検出信号を供給さ
   れ、上記導体検出信号に対応した導体番号を記憶
   し、上記記憶された導体番号の組合わせが隣接す
   る３本の導線を示しているか、または隣接する３
   本の導線の両端の２本の導線を示しているか、ま
   たは隣接する２本の導線を示しているか、の３つ
   の条件のいずれかを満たしている場合に限り、上
   記記憶された導体番号が示す隣接した導線の範囲
   内に検出コイルが存在することを表す領域信号を
   出力し、上記記憶された導体番号が上記３つの条
   件のいずれをも満たしていない場合には、上記電
   流レベル記憶回路に記憶された電流レベルを変化
   させ、上記変化させられた電流レベルに対応した
   電流レベル信号および導体選択信号を上記ドライ
   バー回路に出力し再度判定を行う領域判定回路か
   ら構成されることを特徴とする座標入力装置。 ２ ドライバー回路は、電流レベル信号を供給さ
   れ上記電流レベル信号に対応した電流信号を発生
   するデイジタル―アナログ変換回路と、上記電流
   信号を供給され、上記電流信号により所定周波数
   の搬送波に対して振幅変調を行い変調信号を出力
   する振幅変調回路と、上記変調信号および導体選
   択信号を供給され、上記導体選択信号に対応する
   導体を選択し、上記選択された導体に上記変調信
   号を流すマルチプレクサから構成されることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の座標入力装
   置。 ３ 受信レベル判定回路は、検出コイルに誘起さ
   れる誘導電圧を検出し検出電圧を出力する電圧検
   出回路と、上記検出電圧を比較するための所定の
   スレシホールド電圧を発生するスレシホールド電
   圧発生回路と、上記検出電圧と上記スレシホール
   ド電圧を比較し上記検出電圧の方が大きい場合導
   体検出信号を出力する比較回路から構成されるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の座標
   入力装置。 ４ 領域判定回路は導体番号を記憶する導体番号
   記憶回路と、電流レベルを記憶する電流レベル記
   憶回路と、制御回路から構成され、上記制御回路
   は上記導体番号記憶回路、上記電流レベル記憶回
   路、受信レベル判定回路およびドライバー回路に
   接続され、上記受信レベル判定回路より導体検出
   信号を供給され、上記導体検出信号に対応した上
   記導体番号を上記導体番号記憶回路に記憶し、上
   記記憶された導体番号の組合わせが３つの条件の
   いずれかを満たしている場合に限り、上記記憶さ
   れた導体番号が示す隣接した導線の範囲内に検出
   コイルが存在することを表す領域信号を出力し、
   上記記憶された導体番号が上記３つの条件のいず
   れをも満たしていない場合には、上記電流レベル
   記憶回路に記憶された電流レベルを変化させ、上
   記変化させられた電流レベルに対応した電流レベ
   ル信号および導体選択信号を上記ドライバー回路
   に出力し、再度判定を行うことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の座標入力装置。