JP2589973Y2 - デジタイザ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は複数のループコイル群
が増幅器を介して選択的に接続されるタブレットとコイ
ルを有した位置指示器とから構成され、位置指示器をタ
ブレットに近接して位置づけた際、上記位置指示器のコ
イル、増幅器及びこの増幅器に接続するループコイル群
が自己発振系を構成し、該増幅器の出力に基づき上記位
置指示器の指示位置を決定するタブレットに関するもの
で、特に、タブレットが大サイズのものであっても位置
決定速度の低下を最小限にすることができるデジタイザ
に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の従来の装置としては図３〜図５
に記載されたいわゆる自己発振型のデジタイザがあっ
た。図３はこの自己発振型デジタイザの全体的構成を示
すブロック構成図、図４は図３の装置の位置決定動作を
説明するタイミング図、図５は図３の装置の位置決定の
ための演算方法を示す説明図である。この自己発振型デ
ジタイザのタブレット１上には、図３に示したように、
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を介していずれかのＸ方向ループコイルが電
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を介していずれかのＹ方
向ループコイルが電流増幅器１４の出力側に選択的に接
続される。

【０００３】今、位置指示器２をタブレット１の面上に
位置づけると、位置指示器２のコイル２１に近接した位
置に配置されている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１２
によって電圧増幅器１３の入力側及び電流増幅器１４の
出力側に接続したとすると、周囲の雑音電波等をきっか
けとして位置指示器２のコイル２１と増幅器１３、１４
とこれらに接続されたＸ側ループコイル及びＹ側ループ
コイルとが自己発振系を構成し、固有の自己発振周波数
で発振する。この時の電圧増幅器１３の出力ｅ０が利用
回路１５に入力されて位置決定に供される。図４はこの
ような自己発振系を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
て構成していきながら電圧増幅器１３の出力ｅ０を測定
していくタイミングを示したものである。まず、Ｙ軸ス
キャナ１２がＹ方向ループコイルｙ１を固定接続する。
そして、この期間において、Ｘ軸スキャナ１１が次々と
そのＸ側ループコイルを切り換えて出力ｅ０を測定し利
用回路１５内に設けられた図示しないメモリにこの時選
択された各方向ループコイルの順位とともに記憶格納す
る。次に、Ｙ軸スキャナ１２はＹ方向ループコイルｙ２
を固定接続する。そして、同様にこの期間において、Ｘ
軸スキャナ１１が次々とそのＸ側ループコイルを切り換
えて出力ｅ０を測定し、各方向ループコイルの順位とと
もに記憶格納する。次々と、この動作を最終番目の各方
向ループコイルまで行うことで、図５に示すようなマト
リクス状の出力分布結果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方向の位置を演算して決定している。なお、この装置
の位置指示器２はコイル２１と第１のコンデンサ２２１
及びスイッチ２３の操作により接続可能な第２のコンデ
ンサ２２２を有している。第１のコンデンサ２２１は自
己発振を容易に起こさせる作用を有しており、第２のコ
ンデンサ２２２は自己発振における固有の発振周波数を
変化させる作用を有している。従って、第１のコンデン
サに代えて各方向ループコイルにそれぞれコンデンサを
付加させたり第２のコンデンサに代えて抵抗等の素子を
付加させるよう構成しても良い。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】さて、このように構成
された装置においては、Ｘ方向ループコイル群及びＹ方
向ループコイル群の数が少ない場合すなわちタブレット
１の有効面積が小さい場合にはそれほどの問題はない
が、大サイズのタブレット１を構成する場合ループコイ
ルの総数が大幅に増加するため、上述したように各ルー
プコイルを順次選択していく方法では、位置検出速度が
大幅に低下してしまう欠点があった。

【０００５】このため、従来のこの種の装置において
は、一般に、位置指示器２の大まかな大まかな位置を決
定する粗位置決定動作とこの粗位置決定動作によって得
た結果に基づいて位置指示器２の正確な指示位置を決定
する精密位置決定動作の２つの動作を有している。例え
ば、上述したような装置においては、全部のループコイ
ルを切替接続するのではなく適当な間隔で切替接続して
いきながら有意出力を検出したことをもって当該有意出
力を生じたループコイルの順位を特定して粗位置決定動
作を終了し、この時のループコイルの順位を含む隣接す
るループコイルについて切替接続して正確な位置を決定
する精密位置決定動作を実行する。このような測定方法
を採用することにより位置決定速度を向上させていた。
しかしながら、Ａ１、Ａ０サイズ等のより大きなデジタ
イザを構成する場合においては、このような方法を用い
てもなお切替接続回数が多くなってしまい、満足な位置
決定速度を達成することが困難な欠点があった。この考
案は、この欠点を改善するためになされたものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このため、この考案にお
いては、複数のループコイルが電気的に絶縁されて順次
配設されるとともにこれらのループコイル群が増幅器の
入力側及び出力側に選択的に接続可能に構成されたタブ
レットと、コイルを有した位置指示器とからなり、上記
位置指示器を上記タブレットに近接して位置づけたとき
上記位置指示器のコイル、上記増幅器及びこの増幅器の
入力側及び出力側に選択的に接続されたループコイルが
自己発振系を構成し、上記増幅器の出力に基づいてタブ
レット上の位置指示器の指示座標を検出するよう構成し
たデジタイザであって、上記位置指示器が存在する付近
のループコイルの順位を求める粗位置決定動作と、該粗
位置決定動作により求めたループコイルの順位データを
利用して上記位置指示器の正確な指示位置を決定する精
密位置決定動作とを有したデジタイザにおいて、所定の
繰り返しピッチでジグザグ状に配置されるとともに相互
に所定間隔だけずらせて設けられた複数の導体からなる
多相配置導体構成を上記タブレットに配置し、上記増幅
器の入力側または出力側に選択接続されたループコイル
に代えて上記多相配置導体構成を接続させる切替手段を
設け、粗位置決定動作時においては、上記切替手段を動
作させて上記選択されたループコイルと上記多相配置導
体構成を増幅器を介して接続し、位置指示器のコイル、
増幅器及びこの増幅器に接続されたループコイルと多相
配置導体構成からなる自己発振系を構成し、この時の増
幅器出力に基づき上記位置指示器の存在する付近のルー
プコイルの順位を特定するよう構成した。

【０００７】

【作用】多層配置導体構成は、所定の繰り返しピッチで
ジグザグ状に形成され、かつ相互に所定間隔だけずらさ
れて設けられているので、位置指示器２のコイルがどこ
の位置にあっても作用する。今、いずれかのループコイ
ルとこの多相配置導体構成が自己発振系を構成した場合
には、所定のレベルの出力が得られる。従って、粗位置
決定動作における各測定にあたって所定のレベルの出力
が生じたか否かを検出することにより位置指示器の存在
する位置に近接したループコイルを特定することができ
る。

【０００８】

【実施例】図１及び図２はこの考案の実施例装置をそれ
ぞれ示す説明図で、図１は本考案と関係するＹ方向ルー
プコイル群とＹ軸スキャナ１２及び多相配置導体構成を
有したタブレット１の構成図、図２はこの考案の装置の
位置決定動作を示すフローチャートである。

【０００９】図１を参照する。タブレット１には、Ｘ方
向ループコイル群ｘ１、ｘ２、ｘ３、・・・、Ｘ軸スキ
ャナ１１（ともに図１中には示していない）とＹ方向ル
ープコイル群ｙ１、ｙ２、ｙ３、・・・、Ｙ軸スキャナ
１２及び一定の繰り返しピッチでジグザグ状に配置され
るとともに相互に１／４ピッチづつずらせて配置された
２本の導体Ｃ１、Ｃ２からなるいわゆる２相配置導体構
成が設けられている。

【００１０】これらのうち、Ｘ方向ループコイル群、Ｘ
スキャナ１１、Ｙ方向ループコイル群及びＹスキャナ１
２は、図３に示す従来装置と同等な構成作用を有してい
るものであるが、この実施例装置においてはこれらの各
要素は、Ｘ粗位置決定動作（位置指示器に近傍するＸ方
向ループコイルの順位を特定する動作）及び精密位置決
定動作の際に使用される。また、この実施例装置の２相
配置導体構成Ｃ１、Ｃ２、Ｙ方向ループコイル群及びＹ
スキャナ１２の各要素は、上記各動作に先立つ位置指示
器２の近傍の位置に存するＹ方向ループコイルの順位を
特定するためのＹ粗位置決定動作に使用される。以下、
これらの各動作について図面を参照して説明する。

【００１１】Ｙ粗位置決定動作 今、図１に示すタブレット１のＹ方向ループコイルｙ３
に近接する位置に位置指示器２が載置され、Ｙ軸スキャ
ナ１２がＹ方向ループコイルｙ１に接続したとする。こ
の時、まず第１の所定時間だけ第１の状態をとる。図示
するように、電圧増幅器１３の前段にあるスイッチＳ１
がジグザグ導体Ｃ１に接続し、スイッチＳ２がＳ１側す
なわちジグザグ導体Ｃ１に接続し、スイッチＳ３が接地
接続する。次いで、第２の所定時間だけ第２の状態が形
成される。この第２の状態では、Ｓ２を接地側に、Ｓ３
をＳ１すなわちＣ１に接続する。さらに、第３の所定時
間だけ、スイッチＳ１をＣ２側に、Ｓ２を接地側に、Ｓ
３をＳ１すなわちＣ２に接続して第３の状態とし、同様
に、第４の所定時間だけ、スイッチＳ１をＣ２に、Ｓ２
をＳ１すなわちＣ２に、Ｓ３を接地接続して第４の状態
を形成する。

【００１２】一般に、多相配置導体構成の各ジグザグ導
体（例えばＣ１、Ｃ２）にあっては、位置指示器２のコ
イル２１の中心が、図１実線に示すようにジグザグ導体
Ｃ１によって囲まれる範囲（ここではこの状態をジグザ
グ導体の内側といい、その逆を外側という）にある時は
Ｃ１の出力は正を示し、同図破線で示すようにジグザグ
導体Ｃ１の出力は負を示すものとなる。なお、ジグザグ
導体Ｃ２はこの逆である。 従って、この装置の電圧増
幅器１３の前段に設けられた各スイッチ群は、位置指示
器２のコイル２１がどの位置に存在するときであって
も、上述した第１〜第４の状態のいずれかに設定可能
で、必要な時点での自己発振を可能にしている。

【００１３】さて、Ｙ軸スキャナ１２がＹ方向ループコ
イルｙ２を接続しているときには、位置指示器２のコイ
ル２１はそれと近接した位置に存在しているので、上記
のいずれかの状態で、ループコイルｙ２、いずれかのジ
グザグ導体及び増幅器１３、１４により発振が開始す
る。すなわち、位置指示器２のコイル２１がジグザグ導
体Ｃ１の内側にある時（図中実線）では第１の状態で発
振し、ジグザグ導体Ｃ１の外側にある時（図中破線）で
は第２の状態で発振する。さて、ループコイルｙ２を接
続したときに発振状態が生じた場合、電圧増幅器１３の
出力の一方を入力とする利用回路１５（図３）はその入
力レベルの状態からこの発振を認識し、この時のＹ方向
ループコイルｙ２の順位を格納保持し、Ｙ粗位置決定動
作を終了する。

【００１４】Ｘ粗位置決定動作 次いで、装置は、Ｘ粗位置決定動作に入る。まず、この
Ｘ粗位置決定動作においては、図１に示す電圧増幅器１
３の前段のスイッチ群のうち、スイッチＳ２をＸ軸スキ
ャナ１１に、スイッチＳ３を接地接続する。この状態
は、ちょうど図３に示す状態と同一であるので、以下の
説明においては図３を参照して説明する。さて、Ｙ軸ス
キャナ１２はループコイルｙ２に固定接続する。この段
階で、Ｘ軸スキャナ１１を順次切替接続してその時点で
の発振の有無を利用回路１５が監視する。今、Ｘ方向ル
ープコイルｘ２をＸ軸スキャナ１１が電圧増幅器１３に
接続した段階で、発振状態が生じたとすると、位置指示
器２のコイル２１はこのループコイルｘ５に近接した位
置に存在していることがわかる。利用回路１５は、この
時のＸ方向ループコイルの順位ｘ２を格納保持してこの
Ｘ粗位置決定動作を終了する。

【００１５】精密位置決定動作 精密位置決定動作開始にあたって、利用回路１５は先の
Ｙ粗位置決定動作で特定したＹ方向ループコイルの順位
ｙ２からこの精密位置決定動作において使用するＹ方向
ループコイル（例えば、ｙ２、ｙ３、ｙ４）を、Ｘ粗位
置決定動作で特定したＸ方向ループコイルの順位ｘ２か
らこの動作において使用するＸ方向ループコイル（例え
ばｘ２、ｘ３、ｘ４）を選択する。そして、これらの各
ループコイルをそれぞれのスキャナ１１、１２を介して
電圧増幅器１３及び電流増幅器１４に接続した際の各発
振レベルを検出する。この結果は、例えば図５に示す結
果となる。これらのレベル値を所定の方法で演算するこ
とにより位置指示器２の指示座標を正確に決定すること
ができる。

【００１６】図２は、以上において説明したＹ粗位置決
定動作、Ｘ粗位置決定動作及び精密位置決定動作の動作
の流れを表すフローチャートである。ステップ（１）か
らステップ（７）までがＹ粗位置決定動作であり、ステ
ップ（８）からステップ（１２）までがＸ粗位置決定動
作、ステップ（１３）、（１４）が精密位置決定動作で
ある。Ｙ粗位置決定動作においては、Ｙ軸スキャナ１２
が適当な順位ＮのＹ方向ループコイルを固定し（ステッ
プ（１））、ステップ（２）〜（５）において図１に示
す電圧増幅器１３の前段のスイッチ群を所定のタイミン
グで切り換えて各接続状態を形成し発振の有無を監視
（ステップ（３））し、いずれの状態においても発振が
生じなかった場合に順位Ｎを変更してステップ（２）に
戻り、発振が生じたときには、先に選択した順位Ｎをそ
のまま記憶格納して、次のＸ粗位置決定動作に入る。Ｘ
粗位置決定動作においては、図１に示した各接続状態を
図３に示した接続状態にする（ステップ（８））。そし
て、Ｘ方向ループコイルの順位Ｍのループコイルを接続
して発振状態を監視する（ステップ（１０））。発振が
確認されなければ、順位Ｍを変更してステップ（９）に
戻り、発振が確認されたら順位Ｍを格納保持して次の精
密位置決定動作に入る。順位Ｍ、Ｎを含んだ連続した複
数のＸ及びＹ側ループコイルをループコイル次々と接続
しながら発振レベルを測定し（ステップ（１３））、ス
テップ（１４）にて座標算出を行って精密位置検出動作
が終了する。

【００１７】

【考案の効果】以上、説明したように、本考案によれば
多相配置導体構成を用いることにより位置指示器が近接
するループコイルの順位を速やかに特定することができ
るので、粗位置検出を効率よく行うことができ特に大型
のデジタイザにおいて総合的な位置検出速度を向上する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本考案の１実施例装置に関わるタブレ
ットと位置指示器のコイルとの関係を示す説明図であ
る。

【図２】図２は、図１に示した実施例装置の位置決定動
作を説明するフローチャートである。

【図３】図３は、従来のデジタイザの構成を示すととも
に本考案の構成をも示す説明図である。

【図４】図４は、図３に示した従来の装置の装置の測定
動作を表すタイミング図である。

【図５】図５はこの種のデジタイザの座標算出方法を模
式的に示す説明図である。

【符号の説明】

１：タブレット ２：位置指示器

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のループコイルが電気的に絶縁されて
   順次配設されるとともにこれらのループコイル群が増幅
   器の入力側及び出力側に選択的に接続可能に構成された
   タブレットと、コイルを有した位置指示器とからなり、
   上記位置指示器を上記タブレットに近接して位置づけた
   とき上記位置指示器のコイル、上記増幅器及びこの増幅
   器の入力側及び出力側に選択的に接続されたループコイ
   ルが自己発振系を構成し、上記増幅器の出力に基づいて
   タブレット上の位置指示器の指示座標を検出するよう構
   成したデジタイザであって、上記位置指示器が存在する
   付近のループコイルの順位を求める粗位置決定動作と、
   該粗位置決定動作により求めたループコイルの順位デー
   タを利用して上記位置指示器の正確な指示位置を決定す
   る精密位置決定動作とを有したデジタイザにおいて、 所定の繰り返しピッチでジグザグ状に配置されるととも
   に相互に所定間隔だけずらせて設けられた複数の導体か
   らなる多相配置導体構成を上記タブレットに配置し、 上記増幅器の入力側または出力側に選択接続されたルー
   プコイルに代えて上記多相配置導体構成を接続させる切
   替手段を設け、 粗位置決定動作時においては、上記切替手段を動作させ
   て上記選択されたループコイルと上記多相配置導体構成
   を増幅器を介して接続し、位置指示器のコイル、増幅器
   及びこの増幅器に接続されたループコイルと多相配置導
   体構成からなる自己発振系を構成し、この時の増幅器出
   力に基づき上記位置指示器の存在する付近のループコイ
   ルの順位を特定するよう構成されたデジタイザ。