JP4117751B2

JP4117751B2 - Digitizer and position indicator information detection method

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Publication number: JP4117751B2
Application number: JP37718298A
Authority: JP
Inventors: 康雄小田; 雅充伊藤
Original assignee: Wacom Co Ltd
Current assignee: Wacom Co Ltd
Priority date: 1998-12-28
Filing date: 1998-12-28
Publication date: 2008-07-16
Anticipated expiration: 2018-12-28
Also published as: JP2000200142A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンピュータに座標情報を入力するデジタイザに関する。特に、位置指示器とタブレットとの間で電磁的な作用をするデジタイザに関する。さらにいえば、周波数の異なる位置指示器、または異なる複数周波数を用いて位置指示器を検出するマルチデバイス機能に用いられるデジタイザに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
デジタイザはコンピュータに座標情報を入力する機器であって、位置指示器（スタイラスペン、カーソル等と呼ばれる）とタブレット（板状のもの）とからなる。位置指示器とタブレットとが電磁的な結合をするものについて、三種類の従来の技術が知られている。
【０００３】
第一の従来例は、第４図に示すように、タブレット側に設けられたループコイル群（Ｘ軸コイル４０１−４０５及びＹ軸コイル４１１−４１４。ここで、それぞれ４本及び５本としたのは例示であって実際は数十本設けられることもある。）、そのループコイル群との間で電磁的結合するコイルを有する位置指示器４２０（コイルとコンデンサからなる共振回路を内蔵しており、それらの素子の値から定まる固有共振周波数、例えば５００キロヘルツにより共振することにより電磁的結合を実現する）、特定周波数（位置指示器の固有共振周波数）の信号をループコイル群に送出する送信手段４３０、ループコイル群から返ってくる信号を受信する受信手段４４０、その受信した信号を処理し位置指示器の状態を検出する信号処理手段４５０を有する。送信手段と受信手段との双方がタブレット側にあるのでこの種のデジタイザを送受信デジタイザと呼ぶことにする。ここで、Ｘ軸コイルとは、Ｘ軸方向に配設されたコイルをいう。言換えれば、その長手方向が、Ｙ軸に平行なコイルである。その出力値がＸ座標の検出に用いられるので、Ｘ軸コイルと呼ばれる。また、Ｙ軸コイルとは、Ｙ軸方向に配設されたコイル、言換えれば、その長手方向が、Ｘ軸に平行に設けられたコイルをいう。その出力値がＹ座標の検出に用いられるのでＹ軸コイルと呼ばれる。
【０００４】
従来の送受信デジタイザの動作を簡単に説明する。送信手段４３０からの信号をいずれのコイルに供給するか（またはいずれのコイルからの信号を受信手段４４０に渡すか）は、送受切替スイッチ４３５、Ｘ軸コイル選択スイッチ４０６及びＹ軸コイル選択スイッチ４１６の働きによる。これらの３つのスイッチは図示しない制御部により制御される。Ｘ軸コイル又はＹ軸コイルの一つが選択されてから３２マイクロ秒の間、そのコイルに５００キロヘルツの信号が供給される。（３２マイクロ秒、５００キロヘルツは例示である。）それにより交番磁界が発生し、もしもその近傍に位置指示器４２０が存在すれば、位置指示器４２０内の共振回路が励振され、共振を始める。次の３２マイクロ秒の間に、タブレット側の同じコイルを選択し続けたまま、送受切替スイッチ４３５を切り替えることにより今度は位置指示器４２０からタブレット側に返ってくる交番磁界を受信し、その信号を受信手段４４０に渡す。位置指示器４２０内の共振回路の共振は減衰していくもののすぐには消滅しないので、受信手段４４０により信号を検出できる。この信号の大きさ（電圧レベル）は、タブレット側の選択されたコイルが位置指示器４２０の位置に近ければ近いほど大きなものとなる。
【０００５】
この一連の動作をＸ軸コイル４０１から４０５まで行い、さらにＹ軸コイル４１１から４１４まで行うことにより、Ｘ軸、Ｙ軸それぞれの信号のレベルの分布が取得できる。コイルピッチを適当にとれば、隣合う３つのコイルに信号を取得できる。このレベル分布を放物線とみなしてその頂点を求めることにより位置指示器の座標を求めることができる。この計算をＸ軸、Ｙ軸それぞれ行うことにより、位置指示器４２０のタブレットに対する２次元座標が求められる。この計算は図示しない制御回路と信号処理手段４５０によって取得した信号のレベル分布情報をもとに、位置指示器状態検出部でおこなっている。
【０００６】
上記３２マイクロ秒を単位期間と呼ぶことにすると、位置指示器のＸＹ座標を算出するのに必要な信号レベルを取得するのに必要な時間は１２単位期間であるということができる。Ｘ、Ｙのそれぞれについて三つの信号レベルが必要であり、一つの信号レベルの取得に２単位期間が必要だからである。具体的に、今、位置指示器の座標が一旦計算できてから追従してその位置を検出しつづける際の動作について、位置指示器の場所に最も近いＸ軸コイル、Ｙ軸コイルの組を（Ｘ５，Ｙ５）であるとして、Ｘ５の両隣のコイルをＸ４及びＸ６、Ｙ５の両隣のコイルをＹ４及びＹ６として、具体的に記述すると次のようになる。
第１単位期間において、Ｘ４に送信する。
第２単位期間において、Ｘ４から受信する。
第３単位期間において、Ｘ５に送信する。
第４単位期間において、Ｘ５から受信する。
第５単位期間において、Ｘ６に送信する。
第６単位期間において、Ｘ６から受信する。
第７単位期間において、Ｙ４に送信する。
第８単位期間において、Ｙ４から受信する。
第９単位期間において、Ｙ５に送信する。
第１０単位期間において、Ｙ５から受信する。
第１１単位期間において、Ｙ６に送信する。
第１２単位期間において、Ｙ６から受信する。
このようにして１２単位期間だけかかって一つの位置指示器のＸＹ座標算出に必要な信号レベルの分布が取得される。
【０００７】
第二の従来例は、第５図に示すように、タブレット側に設けられたループコイル群（Ｘ軸コイル５０１−５０５及びＹ軸コイル５１１−５１４。）、そのループコイル群に対して電磁的信号を送出するコイルを有する位置指示器５２０（特定周波数例えば５００キロヘルツの電気信号をコイルに供給する送信手段５３０を内蔵する。）、ループコイル群が受ける信号を受信する受信手段５４０、その受信した信号を処理し位置指示器の状態を検出する信号処理手段５５０を有する。送信手段が位置指示器側にあり、受信手段がタブレット側にあるので、この種のデジタイザを位置指示器送信デジタイザと呼ぶことにする。なお、この従来例にあっては、Ｘ軸導体、Ｙ軸導体はループコイルの形状をするものでなくても、単にくし状のアンテナであってもよい。
【０００８】
従来の位置指示器送信デジタイザの動作を簡単に説明する。受信手段５４０に対していずれのループコイルからの信号を引き渡すかはＸ軸コイル選択スイッチ５０６、Ｙ軸コイル選択スイッチ５１６及び図示を省略したＸＹ切り替えスイッチの働きによる。これらのスイッチは図示しない制御部により制御される。Ｘ軸コイル又はＹ軸コイルの一つが選択されたとき、もしもその近傍に位置指示器５２０が存在すれば、その距離が近ければ近いほど高いレベルの受信信号が受信手段５４０を介して得られる。
【０００９】
この受信信号の取得をＸ軸コイル５０１から５０５まで行い、さらにＹ軸コイル５１１から５１４まで行うことにより、Ｘ軸、Ｙ軸それぞれ信号のレベルの分布が取得できる。隣合う３つのコイルのレベルから放物線近似により位置指示器の座標が求まるのは従来例１と同様である。なお、従来例２にあっては、従来例１とは異なり、送信と受信を切替える必要はない。位置指示器側が常に送信、タブレット側が常に受信する役割を持っているからである。したがって、この従来例２にあっては、座標計算に必要な信号レベル取得に要する期間は、６単位期間である。追従検出する際の動作について、具体的に位置指示器に最も近いコイルの組を便宜的に(Ｘ５，Ｙ５)と記述し、Ｘ５、Ｙ５のそれぞれ両隣をＸ４、Ｘ６、Ｙ４、Ｙ６と記述して、動作手順を記述すると次のようになる。
第一単位期間において、Ｘ４で受信する。
第二単位期間において、Ｘ５で受信する。
第三単位期間において、Ｘ６で受信する。
第四単位期間において、Ｙ４で受信する。
第五単位期間において、Ｙ５で受信する。
第六単位期間において、Ｙ６で受信する。
このようにして、座標計算に必要な信号レベルの取得が６単位期間かけてなされる。もっとも、図５に示すように位置指示器とタブレットとを結ぶケーブルを設けない場合にはこれらの信号取得に先立って何らかの同期手続がなされることになる。
【００１０】
第三の従来例は、第６図に示すように、タブレット側に設けられたループコイル群（Ｘ軸コイル６０１−６０５及びＹ軸コイル６１１−６１４）、それらのループコイル群に特定周波数の信号を送出する送信手段６３０、ループコイルからの電磁的信号を受け取る位置指示器６２０（受信手段６４０を内蔵する）、受信手段６４０の取得した信号を処理し位置指示器の状態を検出する信号処理手段６５０を有する。送信手段がタブレット側にあるのでこの種のデジタイザをタブレット送信デジタイザと呼ぶことにする。
【００１１】
従来のタブレット送信デジタイザの動作を簡単に説明する。送信手段６３０からの信号をいずれのコイルに供給するかは、図示しないＸ軸Ｙ軸切替スイッチ、Ｘ軸コイル選択スイッチ６０６及びＹ軸コイル選択スイッチ６１６の働きによる。これらの３つのスイッチは図示しない制御部により制御される。また、この制御部はどのコイルが選択されているかの情報をも管理している。Ｘ軸コイル又はＹ軸コイルの１つが選択されると、そのコイルに例えば５００キロヘルツの交流信号が供給される。それにより交番磁界が発生する。もしもその近傍に位置指示器６２０(コイル及び受信手段６４０を内蔵する)が存在すると、受信手段６４０は位置指示器６２０が選択されたコイルに近いほど大きい信号レベルを取得する。
【００１２】
コイル選択をＸ軸コイル６０１から６０５まで実行し、さらにＹ軸コイル６１１から６１４まで実行することにより、Ｘ軸、Ｙ軸それぞれの信号のレベルの分布が取得できる。コイルピッチを適当に(必要ならば互いに重ねあわせて)取れば、隣合う３つのコイルに信号を取得できる。このレベル分布を放物線とみなしてその頂点を求めることにより位置指示器の座標を求めることができる。この計算をＸ軸、Ｙ軸それぞれ行うことにより、位置指示器６２０のタブレットに対する２次元座標が求められる。この計算は図示しない制御部と信号処理手段６５０との働きによる。なお、従来例３にあっても、従来例２と同様に、送信と受信の切替はない。タブレット側が常に送信、位置指示器側が常に受信する役割を持っているからである。したがって、この従来例３にあっては、座標計算に必要な信号レベル取得に要する期間は、従来例２と同様に６単位期間である。追従検出する際の動作について、具体的に位置指示器に最も近いコイルの組を便宜的に(Ｘ５，Ｙ５)と記述し、Ｘ５、Ｙ５のそれぞれ両隣をＸ４、Ｘ６、Ｙ４、Ｙ６と記述して、動作手順を記述すると次のようになる。
第一単位期間において、Ｘ４で送信する。
第二単位期間において、Ｘ５で送信する。
第三単位期間において、Ｘ６で送信する。
第四単位期間において、Ｙ４で送信する。
第五単位期間において、Ｙ５で送信する。
第六単位期間において、Ｙ６で送信する。
このようにして、座標計算に必要な信号レベルの取得が６単位期間かけてなされる。図６に示すように位置指示器とタブレットとを結ぶケーブルを設ける場合には、このケーブルを通じて同期信号のやり取りがなされることになる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上述の３つの従来技術はいずれも位置指示器が一つある場合にそのタブレットに対する２次元座標を求めるものである。座標検出すべき位置指示器の数を二つに増やす（タブレット上に二つの位置指示器が存在する場合でもそれらの座標を同時に検出する）ことを検出に用いる周波数の数を１つから２つに増やすことにより実現することを考える。デジタイザを利用する操作者が両手をフルに活用して入力作業をしたいと願う最近の傾向に答えるためである。
【００１４】
従来技術１の構成でこのことを実現しようとする場合、複数周波数を混合して送出することも考えられるが、それでは一周波数あたりの送信電流が少なくなってしまう。そのため、異なる周波数を順次送受信して位置指示器の検出をすることとすると、用いる周波数が増えるほど検出に時間がかかる(二つの周波数ならば２倍)という問題がある。従来例では、一つの位置指示器の検出に要する信号レベルの取得に１２単位期間かかっていたので、二つの周波数により二つの位置指示器の検出をするには２４単位期間かかることになる。
【００１５】
従来技術２又は従来技術３の構成においても同様の問題があり、１つの周波数による検出を終えてから、もう一つの周波数による検出をしようとすると、検出に要するプロセスに２倍の時間がかかる（６単位期間かかっていたのが、１２単位期間になる）という問題がある。
【００１６】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、二つの周波数を用いて位置指示器を検出する場合であっても、単一周波数を用いる場合と同様の時間で検出できるデジタイザを提供するものである。
【００１７】
【課題を解決する手段】
この課題を解決すべく、本発明にあっては、Ｘ軸コイルで第一の周波数ｆ１を扱う（送信又は受信）のと同時に、Ｙ軸コイルで第二の周波数ｆ２を扱う（送信又は受信する）こととした。ここで、第一の周波数と第二の周波数とは互いにぶつからないように選択される。「ぶつからない」とは、二つの位置指示器の検出を互いに邪魔しない関係をいう。位置指示器に共振回路を有するもの（送受信デジタイザ）の場合は、互いに他の周波数では共振しないことを意味する。また、共振回路を使わないもの（位置指示器送信デジタイザ又はタブレット送信デジタイザ）にあっては、ｆ１の送信の結果、ｆ２の受信手段に与える影響が十分小さく、かつ、ｆ２の送信の結果、ｆ１の受信手段に与える影響が十分小さいことを意味する。
【００１８】
このことを実現すべく、Ｘ軸コイル、Ｙ軸コイルには必要な切替スイッチが接続される。この切替スイッチの片側は複数あるＸ軸コイル又はＹ軸コイルのうちの1つのコイルを選択する選択スイッチに接続され、他の一方は、送信手段と受信手段とのいずれか一方に接続されるように切り替えられる。さらに、送信、受信のいずれもｆ１、ｆ２の二つの周波数を用いるので、望ましくはそれぞれの周波数について独立の送信手段、独立の受信手段を設けて切り替える。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。
【００２０】
図１は、本発明を「送受信デジタイザ」（図４に示した第一の従来例）に用いた場合の構成図である。タブレット側に設けられたループコイル群（Ｘ軸コイル１０１−１０５及びＹ軸コイル１１１−１１４）があるのは図４に示した第一の従来例と同様である。
【００２１】
従来の送受信デジタイザの構成と異なるのは、主に次の４点である。第一に、位置指示器１２１と位置指示器１２２というように固有共振周波数がｆ１、ｆ２と異なる（ぶつからない）二つの共振回路をそれぞれ有する位置指示器を有している点である。第二に、送信手段１３１及び送信手段１３２、受信手段１４１及び１４２というように送受信手段が２系統設けられている点である。第三に、（煩雑を避けるため図示を省略したが、）Ｘ軸コイルで周波数ｆ１を扱うのと同時にＹ軸コイルで周波数ｆ２を扱い、また、Ｘ軸コイルで周波数ｆ２を扱うのと同時にＹ軸コイルで周波数ｆ１を扱うのを可能にすべく取り扱う周波数を切り替える機能が設けられている点である。第四に、二つの位置指示器検出動作を同時平行して実行する点である。
【００２２】
本発明の実施の形態をデジタイザの動作手順に従って説明する。まず、位置指示器の有無及び大まかな位置を検出する概略状態検出動作がなされ、次に位置指示器の詳細な位置を検出する詳細状態検出動作がなされる。さらに、詳細状態検出が連続してなされて、位置指示器を見失わずにいる状態では、追従検出動作がなされる。本明細書において位置指示器の状態というときには、位置指示器の座標情報を含むものとする。一般に位置指示器にはサイドスイッチ等のスイッチが設けられる。そのスイッチが押されているか否かの情報を位置指示器の状態情報と呼ぶこともあるが、本明細書では、それのみならず位置指示器の位置情報、座標情報をも含めて状態情報と考える。
【００２３】
まず、概略状態検出動作について説明する。
【００２４】
タブレット近傍に存在する二つの位置指示器に対して、Ｘ軸コイルのうちの一つとＹ軸コイルのうちの一つから同時にそれぞれ異なった（ぶつからない）周波数の信号ｆ１、ｆ２を送出する。今、送信手段１３２により周波数ｆ１の交流信号が、送信手段１３１により周波数ｆ２の交流信号が送信されているとする。この送出時間は例えば３２マイクロ秒といった短い時間である。ｆ１とｆ２とは例えば３７５キロヘルツと５６２．５キロヘルツといった周波数（３２マイクロ秒の逆数３１．２５キロヘルツの整数倍）である。この３２マイクロ秒の期間（以下、「送信期間」という）において（もしも送信するコイルの近傍に位置指示器が存在すれば）、第一の位置指示器はｆ１の周波数の交番磁界で発生する起電力に共振し、第二の位置指示器はｆ２の周波数の交番磁界で発生する起電力に共振する。この共振している状態にあっては、位置指示器のコイルからタブレットに向けての交番磁界も発生している。
【００２５】
送信期間の次の３２マイクロ秒にあっては、Ｘ軸コイル及びＹ軸コイルに交流信号を送出するのを停止し、同じコイルを選択したままの状態で、位置指示器から返ってくる交番磁界によりＸ軸コイル、Ｙ軸コイルに発生する信号を受信する。このことはそれぞれのコイルに接続している送受切替スイッチを１３５、１３６を図示しない制御部により制御し切替えることによって実現される。本発明の実施形態にあっては、Ｘ軸コイルはｆ１受信用の受信手段１４２に接続され、Ｙ軸コイルはｆ２受信用の受信手段１４１に接続される。それらの受信信号は信号処理手段１５１、１５２により処理されて、それぞれの選択されたＸ軸コイルＹ軸コイルに対応する信号レベルとして取得される。そして、その取得された値は位置指示器状態検出部１６０に引き渡されることとなる。
【００２６】
Ｘ軸コイル選択スイッチ１０６がＸ軸コイル１０１を選択している間に、上記送信期間と上記受信期間とが設けられ、Ｘ軸コイル１０１と位置指示器１２１との距離に応じた信号レベルが位置指示器状態検出部１６０に取得される。それと同時にＹ軸コイル選択スイッチ１１６がＹ軸コイル１１１を選択している間に上記送信期間と上記受信期間とが設けられ、Ｙ軸コイル１１１と位置指示器１２２との距離に応じた信号レベルが位置指示器状態検出部１６０に取得される。このことをＸ軸コイル１０１から１０５まで、そしてＹ軸コイル１１１から１１４まで繰り返すことにより、位置指示器１２１のＸ分布、位置指示器１２２のＹ分布が得られる。ここまでが概略状態検出動作となる。この概略状態検出動作にあっても、ｆ１による送受信動作とｆ２による送受信動作が同時になされるのが本発明の特徴である。
【００２７】
信号処理手段１６０は、概略状態検出動作により得られた結果を解析し、次の三つの場合分けを行う。そして、その場合分けの結果に基づいて図示を省略した制御部が概略状態検出動作に続く動作を実行する。第一の場合は、第一の位置指示器のＸ分布、第二の位置指示器のＹ分布ともに得られなかった場合である。言換えれば、Ｘ軸コイル１０１から１０５まで、Ｙ軸コイル１１１から１１４までのいずれの出力も所定の閾値以下であった場合である。この場合は、概略状態検出動作を繰返し、いずれかの出力が閾値以上になるまで続ける。
【００２８】
第二の場合は、第一の位置指示器のＸ分布と第二の位置指示器のＹ分布との一方のみが得られ、他方は得られなかった場合である。この場合は、得られた方の周波数による詳細状態検出動作を頻繁に行い、概略状態検出動作をそれよりも少ない頻度で行うことになる。この場合の詳細状態検出動作は従来の単一周波数によるデジタイザの動作と同じである。概略状態検出動作によりすでに得られた情報を活用してＸ座標、Ｙ座標のうちに１つについては限定した走査をすればよい。
【００２９】
第三の場合は、第一の位置指示器の大まかなＸ分布と、第二の位置指示器の大まかなＹ分布との双方が得られた場合である。「大まかな分布」とは、少なくとも最大の信号レベルを与えるコイル位置がどれであるかを含む情報である。この第三の場合において、ｆ１及びｆ２の二つの周波数による詳細情報検出動作が実行される。
【００３０】
詳細情報検出動作にあっては、周波数ｆ１とｆ２とを概略情報検出動作とは入れ替える。第一の位置指示器のＹ分布と、第二の位置指示器のＸ分布とを同時に取得すべく、Ｘ軸コイルのうちの1つにｆ２の周波数の交流信号を送出しつつ、Ｙ軸コイルのうちの1つにｆ１の周波数の交流信号を送出する。この送信期間はやはり３２マイクロ秒である。つぎの３２マイクロ秒の受信期間において同じＸ軸コイル、Ｙ軸コイルを選択したままで送信手段との接続を切断して、その代わりに受信手段に接続して信号レベルを取得する。
【００３１】
この動作を複数あるＸ軸コイルについて繰り返すとともに、複数のＹ軸コイルについて繰り返す。概略位置検出動作において、第一の位置指示器のＸ分布と第二の位置指示器のＹ分布とが取得された。詳細情報検出動作において、第一の位置指示器のＹ分布と第二の位置指示器のＸ分布とが取得された。これらの情報をあわせて解析すれば、最大レベル値を与えるコイルおよびそれらの両側のコイルの信号レベル値から位置指示器の詳細位置を求めることができる。二次曲線による近似計算は従来例と同様である。
【００３２】
一旦、二つの位置指示器の詳細位置が検出されてからそれらを見失わずに検出し続ける動作を追従検出動作と呼ぶことにする。追従検出動作については、上記概略検出動作及び詳細位置検出動作よりも比較的少ない手順により、状態検出動作が実行される。第一位置指示器に最も近いＸ軸コイル及びＹ軸コイルの組を（Ｘ１５，Ｙ１５）、第二位置指示器に最も近いＸ軸コイル及びＹ軸コイルの組を（Ｘ２５，Ｙ２５）と記述し、Ｘ１５の両隣のコイルをＸ１４、Ｘ１６、Ｙ１５の両隣のコイルをＹ１４、Ｙ１６と記述して追従検出動作の一例を挙げる。（１４，１５，１６という書き方をしたが、固定的なコイルではなく位置指示器が動くことによって変動する値を理解の便宜上このように表現したものである。）上記３２マイクロ秒の時間を以下において、単位期間と書く。
【００３３】
第１単位期間において、Ｘ１４にｆ１送信しつつ、Ｙ２４にｆ２送信する。
第２単位期間において、Ｘ１４からの信号をｆ１で受信しつつ、Ｙ２４からの信号をｆ２で受信する。
（以下、省略して記述する。）
第３単位期間、Ｘ１５にｆ１送信、Ｙ２５にｆ２送信。
第４単位期間、Ｘ１５からｆ１受信、Ｙ２５からｆ２受信。
第５単位期間、Ｘ１６にｆ１送信、Ｙ２６にｆ２送信。
第６単位期間、Ｘ１６からｆ１受信、Ｙ２６からｆ２受信。
第７単位期間、Ｘ２４にｆ２送信、Ｙ１４にｆ１送信。
第８単位期間、Ｘ２４からｆ２受信、Ｙ１４からｆ１受信。
第９単位期間、Ｘ２５にｆ２送信、Ｙ１５にｆ１送信。
第１０単位期間、Ｘ２５からｆ２受信、Ｙ１５からｆ１受信。
第１１単位期間、Ｘ２６にｆ２送信、Ｙ１６にｆ１送信。
第１２単位期間、Ｘ２６からｆ２受信、Ｙ１６からｆ１受信。
【００３４】
このようにして、１２単位期間、すなわち従来例と同じ時間的長さにて二つの位置指示器の座標算出に必要な信号レベルの取得ができることになる。
【００３５】
【実施例】
本発明の実施例として、３つの実施例を挙げる。第一の実施例は、上記発明の実施の形態と同様の送受信デジタイザに本発明を応用した例であって、大部分は実施形態と同様であるが、追従検出動作に違いを持つものである。第二の実施例は、本発明の精神を位置指示器送信デジタイザに応用したものである。第三の実施例は、本発明をタブレット送信デジタイザに応用したものである。
【００３６】
第一の実施例について説明する。装置構成は、上に述べた実施形態と同じである。追従検出動作において、送信期間と受信期間を繰り返す点は実施形態と同様であるが、送信期間においてＸ軸コイルで周波数ｆ１を送出し、Ｙ軸コイルで周波数ｆ２を送出し、その直後の受信期間においてＸ軸コイルで周波数ｆ２を受信し、Ｙ軸コイルで周波数ｆ１を受信する点に違いがある。追従検出動作を実施形態について記述したのと同じ形式で第一の実施例におけるそれを記述すると次のようになる。
【００３７】
第１単位期間において、Ｘ１５にｆ１送信しつつ、Ｙ２５にｆ２送信する。
第２単位期間において、Ｘ２４からの信号をｆ２で受信しつつ、Ｙ１４からの信号をｆ１で受信する。
(以下、省略して記述する。)
第３単位期間、Ｘ１５にｆ１送信、Ｙ２５にｆ２送信。
第４単位期間、Ｘ２５からｆ２受信、Ｙ１５からｆ１受信。
第５単位期間、Ｘ１５にｆ１送信、Ｙ２５にｆ２送信。
第６単位期間、Ｘ２６からｆ２受信、Ｙ１６からｆ１受信。
第７単位期間、Ｘ２５にｆ２送信、Ｙ１５にｆ１送信。
第８単位期間、Ｘ１４からｆ１受信、Ｙ２４からｆ２受信。
第９単位期間、Ｘ２５にｆ２送信、Ｙ１５にｆ１送信。
第１０単位期間、Ｘ１５からｆ１受信、Ｙ２５からｆ２受信。
第１１単位期間、Ｘ２５にｆ２送信、Ｙ１５にｆ１送信。
第１２単位期間、Ｘ１６からｆ１受信、Ｙ２６からｆ２受信。
【００３８】
この第一の実施例の追従検出動作には、二つの技術思想が含まれている。一つ目は、前述したようにＸ軸コイルでｆ１送出、Ｙ軸コイルでｆ２送信した送信期間の直後の受信期間においてＸ軸コイルでｆ２受信、Ｙ軸コイルでｆ１受信するといった具合に、１つの周波数に着目したとき送信に用いるコイルと受信に用いるコイルが互いに直交するものとすること(「送受直交」と略す。)である。二つ目は、送信するコイルをＸ１５、Ｙ１５、Ｘ２５、Ｙ２５の四つのコイルすなわち位置指示器に最も近いコイル（送信又は受信する３本のコイルのうちの中央）に限定すること（「中央送信」と略す。）である。この二つの思想はいずれも、送信コイルと受信コイルとが必ずしも同一のコイルでなくとも、近くのコイルであればかまわない（近傍のコイルにもある程度の信号レベルが取得できる）という事情に起因するものである点において共通するが、それぞれ独立に適用可能な技術思想である。すなわち、送受直交させずに中央送信することとする他の変形実施例も可能であるし、送受直交させるが、中央送信させないこととするのも可能である。また、中央送信の変わりに中央受信（受信するコイルをＸ１５、Ｘ２５、Ｙ１５、Ｙ２５の４つのコイルに限定し、送信コイルはそれぞれその両隣をも含む３本ずつとすること）を選択することも可能である。中央送信と中央受信とは択一的選択肢である。
【００３９】
第二の実施例について、図２を参照しつつ、説明する。第二の実施例は、本発明を第二の従来例、位置指示器送信デジタイザに適用したものである。
【００４０】
タブレットにＸ軸コイル２０１−２０５及びＹ軸コイル２１１−２１４が多数併設される点、それらがＸ軸コイル選択スイッチ２０６及びＹ軸コイル選択スイッチ２１６を介して受信手段、信号処理手段に接続される点、位置指示器側に送信手段が設けられる点は第二の従来例と同様である。第二の従来例と異なるのは、受信手段と信号処理手段との組み合わせが少なくとも２系統設けられる点、位置指示器が二つあってそれらの発振周波数がぶつからないように２系統設けられる点である。
【００４１】
今、位置指示器の追従検出動作について、二つの位置指示器に最も近いＸ軸コイル、Ｙ軸コイルの組を（Ｘ１５，Ｙ１５）、（Ｘ２５，Ｙ２５）と記述し、それぞれの両隣のコイルをＸ１４、Ｘ１６のように記述して、二つの位置指示器の座標計算に必要な信号レベルの取得をする動作手順を具体的に書くと次のようになる。
第一単位期間において、Ｘ１４でｆ１の受信をすると同時にＹ２４でｆ２の受信をする。
第二単位期間において、Ｘ１５でｆ１の受信をすると同時にＹ２５でｆ２の受信をする。
第三単位期間において、Ｘ１６でｆ１の受信をすると同時にＹ２６でｆ２の受信をする。
第四単位期間において、Ｙ１４でｆ１の受信をすると同時にＸ２４でｆ２の受信をする。
第五単位期間において、Ｙ１５でｆ１の受信をすると同時にＸ２５でｆ２の受信をする。
第六単位期間において、Ｙ１６でｆ１の受信をすると同時にＸ２６でｆ２の受信をする。
このようにして、二つの位置指示器があるにもかかわらず、それらの座標計算に必要な信号レベルの取得が第二の従来例と同様に６単位期間でなされる。もっとも、図２に示すように位置指示器とタブレットとを結ぶケーブルを設けない場合にはこれらの信号取得に先立って何らかの同期手続がなされることになるのは従来例と同様である。
【００４２】
第三の実施例について、図３を参照しつつ、説明する。第三の実施例は、本発明を第三の従来例、タブレット送信デジタイザに適用したものである。
【００４３】
タブレットにＸ軸コイル３０１−３０５及びＹ軸コイル３１１−３１４が多数併設される点、それらがＸ軸コイル選択スイッチ３０６及びＹ軸コイル選択スイッチ３１６を介して送信手段に接続される点、位置指示器側に受信手段が設けられる点は第三の従来例と同様である。第三の従来例と異なるのは、送信手段と信号処理手段とがそれぞれ２系統設けられる点、受信手段を有する位置指示器が二つあってそれらの受信周波数がぶつからないように２系統設けられる点である。
【００４４】
今、位置指示器の追従検出動作について、二つの位置指示器に最も近いＸ軸コイル、Ｙ軸コイルの組を（Ｘ１５，Ｙ１５）、（Ｘ２５，Ｙ２５）と記述し、それぞれの両隣のコイルをＸ１４、Ｘ１６のように記述して、二つの位置指示器の座標計算に必要な信号レベルの取得をする動作手順を具体的に書くと次のようになる。
第一単位期間において、Ｘ１４でｆ１の送信をすると同時にＹ２４でｆ２の送信をする。
第二単位期間において、Ｘ１５でｆ１の送信をすると同時にＹ２５でｆ２の送信をする。
第三単位期間において、Ｘ１６でｆ１の送信をすると同時にＹ２６でｆ２の送信をする。
第四単位期間において、Ｙ１４でｆ１の送信をすると同時にＸ２４でｆ２の送信をする。
第五単位期間において、Ｙ１５でｆ１の送信をすると同時にＸ２５でｆ２の送信
をする。
第六単位期間において、Ｙ１６でｆ１の送信をすると同時にＸ２６でｆ２の送信をする。
このようにして、二つの位置指示器があるにもかかわらず、それらの座標計算に必要な信号レベルの取得が第三の従来例と同様に６単位期間でなされる。
【００４５】
第四の実施例である「Ｘ軸Ｙ軸同時送信同時受信デジタイザ」について図７、図８及び図９を参照しつつ説明する。図７は、Ｘ軸Ｙ軸同時送信同時受信デジタイザの構成図である。７０１−７０５は、Ｘ軸導体を構成するループコイルである。７１１−７１４は、Ｙ軸導体を構成するループコイルである。第一のＸ軸導体選択部７０６は、図1に示す実施形態におけるＸ軸コイル選択スイッチ１０６に対応する機能を果たす。第一のＹ軸導体選択部７１６は、図1に示す実施形態におけるＹ軸コイル選択スイッチ１１６に対応する機能を果たす。位置指示器７２１及び７２２は、図１に示す実施形態における位置指示器１２１、１２２と同等である。送信部７３１及び７３２は、図１に示す実施形態における送信部１３１、１３２と同等の機能を果たす。送受切替部１３５及び１３６は、図１に示す実施形態における送信部１３５、１３６と同等である。受信部７４１及び７４２は、図１に示す実施形態における１４１、１４２と同等である。信号処理部７５１及び７５２は、図１に示す実施形態における１５１、１５２と同様である。位置指示器状態検出部７６０は、図１に示す位置指示器状態検出部１６０と同様である。
【００４６】
図７の構成が図１の構成と異なる点は、Ｘ軸導体選択部７０７、Ｙ軸導体選択部７１７、受信部７４３及び７４４を更に設けて、それらの出力を信号処理部７５１、７５２にそれぞれ入力することとした点である。この構成により、図８及び図９に示す検出動作が可能になる。
【００４７】
図８は、Ｘ軸Ｙ軸同時送信同時受信デジタイザのスキャン順序の説明図である。また、図９はＸ軸Ｙ軸同時送信同時受信デジタイザの送受信タイミングを示すタイミングチャートである。ここでは、既に位置指示器７２１及び７２２の概略位置が検出できていて、詳細位置を検出するモード（追従検出モード）にあるものとする。また、位置指示器７２１は固有共振周波数ｆ１の共振回路を有する位置指示器であって、位置指示器７２２は固有共振周波数ｆ２の共振回路を有する位置指示器であって、ｆ１とｆ２とはぶつからない周波数であるものとする。図７の送信部７３１と７３２はそれぞれｆ１、ｆ２の周波数を位置指示器状態検出部７６０の制御により切り替えて出力できるものと考える。また、受信部７４１−７４３はそれぞれがｆ１、ｆ２の周波数のどちらでも受信できるものであって、ｆ１、ｆ２のいずれかを位置指示器状態検出部７６０の制御により切り替えて受信するものと考える。
【００４８】
図８及び図９を参照しつつ、第四の実施例である「Ｘ軸Ｙ軸同時送信同時受信デジタイザ」のスキャン動作について説明する。
【００４９】
まず、第一単位期間において、Ｘ軸導体選択部７０６はそれまで検出されていた座標情報に基づき位置指示器７２１のＸ座標に最も近いＸ軸導体を選択し、送信部７３２は周波数ｆ１の信号を出力し、送受切替部７３６は送信部７３２の出力信号をＸ軸導体選択部７０６に入力するように接続を切り替える（以下、このことを簡便に「位置指示器７２１の近傍にＸ軸からｆ１送信をする。」と表現することとする）。同時に、第一単位期間において、位置指示器７２２の近傍にＹ軸導体からｆ２を送信する（図８及び図９に示す▲１▼参照）。
【００５０】
第二単位期間において、Ｘ軸導体選択部７０６は位置指示器７２１近傍のＸ軸導体の左隣のコイルを選択し、送受切替部７３６はＸ軸導体選択部７０６からの信号を受信部７４２に入力するように接続を切り替え、受信部７４２は周波数ｆ１の信号レベルを取得する（以下、このことを簡便に「位置指示器７２１の左隣のｆ１受信をする。」と表現することとする）。同時に、第二単位期間において、位置指示器７２２の左隣のｆ２受信をする（受信部７４４による）。また、位置指示器７２１の上隣のｆ１受信をする（受信部７４３による）。さらにまた、位置指示器７２２の上隣のｆ２受信をする（受信部７４１による）。（図８及び図９に示すギリシャ数字の１参照。）
【００５１】
第三単位期間において、位置指示器７２１の近傍にＸ軸からｆ１送信すると同時に、位置指示器７２２の近傍にＹ軸からｆ２送信する。（図８及び図９に示す（２）参照）。そして、第四単位期間において、位置指示器７２１の近傍のｆ１受信（Ｘ軸）、位置指示器７２２の近傍のｆ２受信（Ｘ軸）、位置指示器７２１の近傍のｆ１受信（Ｙ軸）、位置指示器７２２の近傍のｆ２受信（Ｙ軸）を同時に実行する。（図８及び図９に示すギリシャ数字の２参照）。
【００５２】
第五単位期間において、位置指示器７２１の近傍にＸ軸からｆ１送信すると同時に、位置指示器７２２の近傍にＹ軸からｆ２送信する。（図８及び図９に示す（３）参照）。そして、第六単位期間において、位置指示器７２１の右隣のｆ１受信（Ｘ軸）、位置指示器７２２の右隣のｆ２受信（Ｘ軸）、位置指示器７２１の下隣のｆ１受信（Ｙ軸）、位置指示器７２２の下隣のｆ２受信（Ｙ軸）を同時に実行する。（図８及び図９に示すギリシャ数字の３参照）。
【００５３】
以上の６単位期間を経て、位置指示器７２１のＸ座標算出に必要な三つの信号レベル及びＹ座標検出に必要な三つの信号レベル、そして位置指示器７２２のＸ座標算出に必要な三つの信号レベル及びＹ座標算出に必要な三つの信号レベルが取得できる。本実施例にあっては、実施形態に示した例よりも座標検出に要する期間を半減できたことになる。
【００５４】
第五の実施例である「Ｘ軸Ｙ軸交互送受信デジタイザ」について、図１０及び図１１を参照しつつ説明する。ハードウェア構成は図１に示す送受信デジタイザと同様である。
【００５５】
今、位置指示器の大まかな位置が分かっていて詳細位置を検出する動作（または追従検出動作）にあるものとする。第一単位期間において、位置指示器１２１の左隣のｆ１送信（Ｘ軸）、位置指示器１２２の上隣のｆ２送信（Ｙ軸）を同時に実行する。そして、第二単位期間において位置指示器１２１の左隣のｆ１受信（Ｘ軸）、位置指示器１２２の上隣のｆ２受信（Ｙ軸）を同時に実行する。（図１０及び図１１の（１）参照。１を「まる」で囲んだ記号を（１）とここでは表示する。以下、同様。）。
【００５６】
第三単位期間において、位置指示器１２２の左隣のｆ２送信（Ｘ軸）、位置指示器１２１の上隣のｆ１送信（Ｙ軸）を同時に実行する。そして、第四単位期間において位置指示器１２２の左隣のｆ２受信（Ｘ軸）、位置指示器１２１の上隣のｆ１受信（Ｙ軸）を同時に実行する。（図１０及び図１１の（２）参照）。
【００５７】
第五単位期間において、位置指示器１２１の近傍のｆ１送信（Ｘ軸）、位置指示器１２２の近傍のｆ２送信（Ｙ軸）を同時に実行する。そして、第六単位期間において位置指示器１２１の近傍のｆ１受信（Ｘ軸）、位置指示器１２２の近傍のｆ２受信（Ｙ軸）を同時に実行する。（図１０及び図１１の（３）参照）。
【００５８】
第七単位期間において、位置指示器１２１の近傍のｆ１送信（Ｙ軸）、位置指示器１２２の近傍のｆ２送信（Ｘ軸）を同時に実行する。そして、第八単位期間において位置指示器１２１の近傍のｆ１受信（Ｙ軸）、位置指示器１２２の近傍のｆ２受信（Ｘ軸）を同時に実行する。（図１０及び図１１の（４）参照）。
【００５９】
第九単位期間において、位置指示器１２１の右隣のｆ１送信（Ｘ軸）、位置指示器１２２の下隣のｆ２送信（Ｙ軸）を同時に実行する。そして、第十単位期間において位置指示器１２１の右隣のｆ１受信（Ｘ軸）、位置指示器１２２の下隣のｆ２受信（Ｙ軸）を同時に実行する。（図１０及び図１１の（５）参照）。
【００６０】
第十一単位期間において、位置指示器１２２の右隣のｆ２送信（Ｘ軸）、位置指示器１２１の下隣のｆ１送信（Ｙ軸）を同時に実行する。そして、第十二単位期間において位置指示器１２２の右隣のｆ２受信（Ｘ軸）、位置指示器１２１の下隣のｆ１受信（Ｙ軸）を同時に実行する。（図１０及び図１１の（６）参照）。
【００６１】
図１に示す実施形態では、一つの位置指示器の座標算出に必要な信号レベルを取得し終えてから、他の位置指示器の座標算出に必要な信号レベルを取得する例を挙げたが、第五の実施例では、１２単位期間を経て二つの位置指示器の座標算出に必要な信号レベルの取得をするのは共通であるが、双方の座標検出器間の重なり合う部分が大きいことに特徴を有する（図１１の座標検出器間１と座標検出器間２）。したがって、二つの位置指示器の座標がほぼ同一の時間における座標であるといい得るものである。
【００６２】
なお、上記いずれの実施形態、実施例でも、ｆ１の受信手段とｆ２の受信手段を一つの受信回路で兼用することとすること、あるいはｆ１の送信手段とｆ２の送信手段とを一つの送信回路で兼用することとする変形実施例が可能である。
【００６３】
また、上記いずれの場合でも、受信する取り扱い周波数を切り替える機能は、受信手段に含まれる場合と、信号処理手段に含まれる場合とがあるので、信号処理手段で切替機能を持つ場合もありえる。アナログ検波とデジタル検波とがあることに基づく。
【００６４】
さらに、上記「選択的に接続する接続手段」は、送信用の接続手段と受信用の接続手段とを一つの接続手段で兼用することとする変形実施例も可能である。
【００６５】
【発明の効果】
上述の構成によって、直交する二軸のセンサで、同時に信号の送出、または受信、または送受信することにより、周波数の異なる複数位置指示器、または複数周波数を用いた位置指示器を単一周波数を用いたときと同じ時間で検出することとなる。言換えれば、位置指示器を一つから二つに増やした場合でも、それらの位置指示器の座標検出頻度を落とすことなく、二つの位置指示器の検出をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】送受信デジタイザの構成図
【図２】位置指示器送信デジタイザの構成図
【図３】タブレット送信デジタイザの構成図
【図４】従来の送受信デジタイザの構成図
【図５】従来の位置指示器送信デジタイザの構成図
【図６】従来のタブレット送信デジタイザの構成図
【図７】Ｘ軸Ｙ軸同時送信同時受信デジタイザの構成図
【図８】Ｘ軸Ｙ軸同時送信同時受信デジタイザのスキャン順序の説明図
【図９】Ｘ軸Ｙ軸同時送信同時受信デジタイザの送受信タイミングを示すタイミングチャート
【図１０】Ｘ軸Ｙ軸交互送受信デジタイザのスキャン順序の説明図
【図１１】Ｘ軸Ｙ軸交互送受信デジタイザの送受信タイミングを示すタイミングチャート
【符号の説明】
１０１−１０５、２０１−２０５、３０１−３０５、４０１−４０５、５０１−５０５、６０１−６０５、７０１−７０５Ｘ軸導体（Ｘ軸コイル）
１１１−１１４、２１１−２１４、３１１−３１４、４１１−４１４、５１１−５１４、６１１−６１４、７１１−７１５Ｙ軸導体（Ｙ軸コイル）
１０６、２０６、３０６、４０６、５０６、６０６、７０６、７０７Ｘ軸導体選択部（Ｘ軸コイル選択スイッチ）
１１６、２１６、３１６、４１６、５１６、６１６、７１６、７１７Ｙ軸導体選択部（Ｙ軸コイル選択スイッチ）
１２１、１２２、２２１、２２２、３２１、３２２、４２０、５２０、６２０、７２１、７２２位置指示器
１３１、１３２、２３１、２３２、３３１、３３２、４３０、５３０、６３０、７３１、７３２送信部（送信手段）
１３５、１３６、４３５、７３５，７３６送受切替部（送受切替スイッチ）
１４１、１４２、２４１、２４２、３４１、３４２、４４０、５４０、６４０、７４１、７４２、７４３、７４４受信部（受信手段）
１５１、１５２、２５１、２５２、３５１、３５２、４５０、５５０、６５０、７５１、７５２信号処理部（信号処理手段）
１６０、２６０、３６０、７６０位置指示器状態検出部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a digitizer that inputs coordinate information to a computer. In particular, the present invention relates to a digitizer that electromagnetically acts between a position indicator and a tablet. More specifically, the present invention relates to a digitizer used for a multi-device function that detects a position indicator using different frequencies or a plurality of different frequencies.
[0002]
[Prior art]
A digitizer is a device for inputting coordinate information to a computer, and includes a position indicator (called a stylus pen, a cursor, etc.) and a tablet (plate-shaped). Three types of conventional techniques are known for electromagnetically coupling a position indicator and a tablet.
[0003]
As shown in FIG. 4, the first conventional example is a group of loop coils provided on the tablet side (X-axis coils 401-405 and Y-axis coils 411-414. Here, 4 and 5 respectively. This is just an example, and several tens of coils may actually be provided.) A position indicator 420 having a coil that electromagnetically couples with the loop coil group (with a built-in resonance circuit composed of a coil and a capacitor). Transmitting means for transmitting a signal having a specific frequency (the natural resonance frequency of the position indicator) to the loop coil group by resonating at a natural resonance frequency determined from the values of these elements, for example, by resonating at 500 kHz. 430, receiving means 440 for receiving signals returned from the loop coil group, and signal processing means 450 for processing the received signals and detecting the state of the position indicator. A. Since both the transmitting means and the receiving means are on the tablet side, this kind of digitizer is called a transmission / reception digitizer. Here, the X-axis coil refers to a coil disposed in the X-axis direction. In other words, the longitudinal direction of the coil is parallel to the Y axis. Since the output value is used to detect the X coordinate, it is called an X-axis coil. The Y-axis coil refers to a coil disposed in the Y-axis direction, in other words, a coil whose longitudinal direction is provided in parallel to the X-axis. Since the output value is used to detect the Y coordinate, it is called a Y-axis coil.
[0004]
The operation of a conventional transmission / reception digitizer will be briefly described. Which coil the signal from the transmission unit 430 is supplied to (or which signal from which the coil is passed to the reception unit 440) is determined by the transmission / reception changeover switch 435, the X-axis coil selection switch 406, and the Y-axis coil selection switch 416. Depends on the work of These three switches are controlled by a control unit (not shown). A signal of 500 kilohertz is supplied to the coil for 32 microseconds after one of the X-axis coil and the Y-axis coil is selected. (32 microseconds, 500 kilohertz is an example.) As a result, an alternating magnetic field is generated, and if the position indicator 420 exists in the vicinity thereof, the resonance circuit in the position indicator 420 is excited and starts to resonate. During the next 32 microseconds, while continuing to select the same coil on the tablet side, by switching the transmission / reception changeover switch 435, the alternating magnetic field returning from the position indicator 420 to the tablet side is received, and the signal Is passed to the receiving means 440. Although the resonance of the resonance circuit in the position indicator 420 is attenuated but does not disappear immediately, the signal can be detected by the receiving means 440. The magnitude (voltage level) of this signal increases as the selected coil on the tablet side is closer to the position of the position indicator 420.
[0005]
By performing this series of operations from the X-axis coils 401 to 405 and further from the Y-axis coils 411 to 414, the distribution of the signal level of each of the X-axis and the Y-axis can be acquired. If the coil pitch is appropriately set, signals can be acquired from three adjacent coils. The coordinates of the position indicator can be obtained by regarding the level distribution as a parabola and obtaining its vertex. By performing this calculation for each of the X axis and the Y axis, the two-dimensional coordinates of the position indicator 420 with respect to the tablet are obtained. This calculation is performed by the position indicator state detection unit based on the signal level distribution information acquired by the control circuit (not shown) and the signal processing means 450.
[0006]
If the 32 microseconds is referred to as a unit period, it can be said that the time required to acquire the signal level necessary for calculating the XY coordinates of the position indicator is 12 unit periods. This is because three signal levels are required for each of X and Y, and two unit periods are required to acquire one signal level. Specifically, for the operation when the coordinates of the position indicator can be calculated once and then continue to detect the position, the set of the X-axis coil and the Y-axis coil closest to the position of the position indicator ( X5 and Y5), the coils on both sides of X5 are specifically described as X4 and X6, and the coils on both sides of Y5 are Y4 and Y6.
Transmit to X4 in the first unit period.
Received from X4 in the second unit period.
Transmit to X5 in the third unit period.
Received from X5 in the fourth unit period.
Transmit to X6 in the fifth unit period.
Received from X6 in the sixth unit period.
Transmit to Y4 in the seventh unit period.
Received from Y4 in the eighth unit period.
In the 9th unit period, it transmits to Y5.
Received from Y5 in the tenth unit period.
Transmit to Y6 in the eleventh unit period.
Received from Y6 in the 12th unit period.
In this way, the signal level distribution necessary for calculating the XY coordinates of one position indicator is acquired in only 12 unit periods.
[0007]
As shown in FIG. 5, the second conventional example is a loop coil group (X-axis coils 501-505 and Y-axis coils 511-514) provided on the tablet side, and electromagnetically with respect to the loop coil group. Position indicator 520 having a coil for transmitting a signal (incorporating transmission means 530 for supplying an electric signal of a specific frequency, for example, 500 kHz) to the coil, receiving means 540 for receiving a signal received by the loop coil group, It has signal processing means 550 for processing the signal and detecting the state of the position indicator. Since the transmitting means is on the position indicator side and the receiving means is on the tablet side, this type of digitizer will be referred to as a position indicator transmission digitizer. In this conventional example, the X-axis conductor and the Y-axis conductor may not be in the shape of a loop coil, but may be simply a comb-shaped antenna.
[0008]
The operation of the conventional position indicator transmission digitizer will be briefly described. Which loop coil delivers the signal to the receiving means 540 depends on the functions of the X-axis coil selection switch 506, the Y-axis coil selection switch 516, and an XY changeover switch (not shown). These switches are controlled by a control unit (not shown). When one of the X-axis coil and the Y-axis coil is selected, if a position indicator 520 is present in the vicinity thereof, a higher level received signal is obtained via the receiving means 540 as the distance is shorter.
[0009]
By obtaining this received signal from the X-axis coils 501 to 505 and further from the Y-axis coils 511 to 514, the distribution of the signal level for each of the X-axis and Y-axis can be obtained. As in the conventional example 1, the coordinates of the position indicator are obtained from the levels of three adjacent coils by parabolic approximation. In the second conventional example, unlike the first conventional example, there is no need to switch between transmission and reception. This is because the position indicator side always has a role of transmitting and the tablet side always has a role of receiving. Therefore, in this conventional example 2, the period required for signal level acquisition necessary for coordinate calculation is 6 unit periods. Regarding the operation at the time of tracking detection, the coil set closest to the position indicator is described as (X5, Y5) for convenience, and both sides of X5 and Y5 are described as X4, X6, Y4, and Y6. The operation procedure is described as follows.
In the first unit period, X4 is received.
In the second unit period, it is received at X5.
In the third unit period, it is received at X6.
In the fourth unit period, reception is performed at Y4.
Receive in Y5 in the fifth unit period.
Receive in Y6 in the sixth unit period.
In this way, the signal level necessary for coordinate calculation is obtained over a period of 6 units. However, as shown in FIG. 5, when a cable that connects the position indicator and the tablet is not provided, some synchronization procedure is performed prior to acquisition of these signals.
[0010]
As shown in FIG. 6, the third conventional example is a loop coil group (X-axis coil 601-605 and Y-axis coil 611-614) provided on the tablet side, and a signal of a specific frequency is transmitted to these loop coil groups. Transmitting means 630 for transmitting the signal, position indicator 620 for receiving an electromagnetic signal from the loop coil (incorporating receiving means 640), signal processing means for processing the signal acquired by the receiving means 640 and detecting the state of the position indicator 650. Since the transmission means is on the tablet side, this kind of digitizer is called a tablet transmission digitizer.
[0011]
The operation of the conventional tablet transmission digitizer will be briefly described. Whether the signal from the transmission means 630 is supplied to which coil depends on the functions of an X-axis Y-axis changeover switch, an X-axis coil selection switch 606 and a Y-axis coil selection switch 616 (not shown). These three switches are controlled by a control unit (not shown). The control unit also manages information about which coil is selected. When one of the X-axis coil and the Y-axis coil is selected, an AC signal of, for example, 500 kilohertz is supplied to the coil. As a result, an alternating magnetic field is generated. If there is a position indicator 620 (including a coil and receiving means 640) in the vicinity thereof, the receiving means 640 acquires a higher signal level as the position indicator 620 is closer to the selected coil.
[0012]
By executing the coil selection from the X-axis coils 601 to 605 and further from the Y-axis coils 611 to 614, the distribution of the signal level of each of the X-axis and the Y-axis can be acquired. If the coil pitch is set appropriately (overlapping each other if necessary), signals can be acquired from three adjacent coils. The coordinates of the position indicator can be obtained by regarding the level distribution as a parabola and obtaining its vertex. By performing this calculation for each of the X axis and the Y axis, the two-dimensional coordinates of the position indicator 620 with respect to the tablet are obtained. This calculation is based on the operation of a control unit (not shown) and the signal processing means 650. Even in the conventional example 3, as in the conventional example 2, there is no switching between transmission and reception. This is because the tablet side always has a role of transmitting and the position indicator side always has a role of receiving. Therefore, in this conventional example 3, the period required for signal level acquisition necessary for coordinate calculation is 6 unit periods as in the conventional example 2. Regarding the operation at the time of tracking detection, the coil set closest to the position indicator is described as (X5, Y5) for convenience, and both sides of X5 and Y5 are described as X4, X6, Y4, and Y6. The operation procedure is described as follows.
In the first unit period, transmission is performed with X4.
In the second unit period, transmission is performed with X5.
In the third unit period, transmission is performed with X6.
Transmit in Y4 in the fourth unit period.
Transmit in Y5 in the fifth unit period.
Transmit in Y6 in the sixth unit period.
In this way, the signal level necessary for coordinate calculation is obtained over a period of 6 units. As shown in FIG. 6, when a cable for connecting the position indicator and the tablet is provided, synchronization signals are exchanged through this cable.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
All of the above three prior arts obtain two-dimensional coordinates for the tablet when there is one position indicator. To increase the number of position indicators to be detected to two (to detect the coordinates at the same time even if there are two position indicators on the tablet), the number of frequencies used for detection is one to two. I think that it will be realized by increasing. This is to answer the recent trend in which an operator who uses a digitizer wants to make full use of both hands.
[0014]
In order to realize this with the configuration of the prior art 1, it is conceivable to mix and transmit a plurality of frequencies, but this reduces the transmission current per frequency. For this reason, if the position indicator is detected by sequentially transmitting and receiving different frequencies, there is a problem that the longer the frequency used, the longer the detection takes (two times for two frequencies). In the conventional example, since it took 12 unit periods to acquire the signal level required for detection of one position indicator, it takes 24 unit periods to detect two position indicators using two frequencies.
[0015]
There is a similar problem in the configurations of the prior art 2 and the prior art 3, and when the detection with one frequency is attempted after the detection with one frequency is completed, the process required for the detection takes twice as long ( There is a problem that it took 12 unit periods instead of 6 unit periods.
[0016]
The present invention has been made in view of such a problem. Even when a position indicator is detected using two frequencies, a digitizer that can be detected in the same time as when using a single frequency is provided. It is to provide.
[0017]
[Means for solving the problems]
In order to solve this problem, in the present invention, the first frequency f1 is handled (transmitted or received) by the X-axis coil, and the second frequency f2 is handled (transmitted or received) by the Y-axis coil. ) Here, the first frequency and the second frequency are selected so as not to collide with each other. “Do not collide” refers to a relationship that does not interfere with the detection of two position indicators. When the position indicator has a resonance circuit (transmission / reception digitizer), it means that they do not resonate at other frequencies. In addition, in a device that does not use a resonance circuit (position indicator transmission digitizer or tablet transmission digitizer), the effect on the receiving means of f2 is sufficiently small as a result of transmission of f1, and the result of transmission of f2 is f1. This means that the influence on the receiving means is sufficiently small.
[0018]
In order to realize this, necessary changeover switches are connected to the X-axis coil and the Y-axis coil. One side of this changeover switch is connected to a selection switch for selecting one of a plurality of X-axis coils or Y-axis coils, and the other one is connected to one of the transmission means and the reception means. Can be switched to. Further, since both transmission and reception use two frequencies f1 and f2, it is desirable to switch between each frequency by providing independent transmission means and independent reception means.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0020]
FIG. 1 is a configuration diagram when the present invention is used in a “transmission / reception digitizer” (first conventional example shown in FIG. 4). The loop coil group (X-axis coil 101-105 and Y-axis coil 111-114) provided on the tablet side is the same as the first conventional example shown in FIG.
[0021]
The following four points are mainly different from the configuration of the conventional transmission / reception digitizer. First, the position indicator 121 and the position indicator 122 have position indicators each having two resonance circuits whose natural resonance frequencies are different from (do not collide with) f1 and f2. Secondly, two transmission / reception means such as transmission means 131, transmission means 132, and reception means 141 and 142 are provided. Third, although not shown for the sake of complexity, the frequency f1 is handled by the X-axis coil, the frequency f2 is handled by the Y-axis coil, and the frequency f2 is handled by the X-axis coil. A function of switching the frequency to be handled so as to enable the shaft coil to handle the frequency f1 is provided. Fourthly, two position indicator detection operations are executed in parallel.
[0022]
An embodiment of the present invention will be described in accordance with an operation procedure of a digitizer. First, a rough state detection operation for detecting the presence / absence of the position indicator and a rough position is performed, and then a detailed state detection operation for detecting the detailed position of the position indicator is performed. Further, in the state where the detailed state detection is continuously performed and the position indicator is not lost, the follow-up detection operation is performed. In this specification, the state of the position indicator includes coordinate information of the position indicator. Generally, a position indicator is provided with a switch such as a side switch. Information indicating whether or not the switch is pressed is sometimes referred to as status information of the position indicator. In this specification, however, the status information including the position information and coordinate information of the position indicator is not limited thereto. Think.
[0023]
First, the outline state detection operation will be described.
[0024]
Signals f1 and f2 having different frequencies (do not collide) are simultaneously transmitted from one of the X-axis coils and one of the Y-axis coils to two position indicators existing in the vicinity of the tablet. Assume that an AC signal having a frequency f1 is transmitted by the transmission unit 132 and an AC signal having a frequency f2 is transmitted by the transmission unit 131. This sending time is a short time such as 32 microseconds. f1 and f2 are frequencies such as 375 kHz and 562.5 kHz (an integral multiple of the reciprocal of 32 microseconds, 31.25 kHz). In this 32 microsecond period (hereinafter referred to as “transmission period”) (if there is a position indicator in the vicinity of the transmitting coil), the first position indicator is generated by an alternating magnetic field having a frequency of f1. Resonating with electric power, the second position indicator resonates with an electromotive force generated by an alternating magnetic field having a frequency of f2. In this resonating state, an alternating magnetic field is also generated from the coil of the position indicator toward the tablet.
[0025]
In the next 32 microseconds of the transmission period, the alternating magnetic field returned from the position indicator is stopped while the AC signal is stopped being sent to the X-axis coil and the Y-axis coil and the same coil remains selected. To receive signals generated in the X-axis coil and the Y-axis coil. This is realized by controlling the transmission / reception change-over switches connected to the respective coils by switching the switches 135 and 136 by a control unit (not shown). In the embodiment of the present invention, the X-axis coil is connected to the receiving means 142 for receiving f1, and the Y-axis coil is connected to the receiving means 141 for receiving f2. These received signals are processed by the signal processing means 151 and 152 and acquired as signal levels corresponding to the respective selected X-axis coil and Y-axis coil. Then, the acquired value is delivered to the position indicator state detection unit 160.
[0026]
While the X-axis coil selection switch 106 selects the X-axis coil 101, the transmission period and the reception period are provided, and the signal level corresponding to the distance between the X-axis coil 101 and the position indicator 121 is positioned. It is acquired by the indicator state detection unit 160. At the same time, the transmission period and the reception period are provided while the Y-axis coil selection switch 116 selects the Y-axis coil 111, and the signal level corresponding to the distance between the Y-axis coil 111 and the position indicator 122 is set. It is acquired by the position indicator state detection unit 160. By repeating this operation from the X-axis coils 101 to 105 and from the Y-axis coils 111 to 114, the X distribution of the position indicator 121 and the Y distribution of the position indicator 122 are obtained. Up to here is the outline state detection operation. It is a feature of the present invention that the transmission / reception operation by f1 and the transmission / reception operation by f2 are performed at the same time in this general state detection operation.
[0027]
The signal processing unit 160 analyzes the result obtained by the approximate state detection operation, and performs the following three cases. And the control part which abbreviate | omitted illustration based on the division | segmentation result performs the operation | movement following a general state detection operation | movement. The first case is a case where neither the X distribution of the first position indicator nor the Y distribution of the second position indicator is obtained. In other words, this is a case where the outputs from the X-axis coils 101 to 105 and the Y-axis coils 111 to 114 are not more than a predetermined threshold value. In this case, the approximate state detection operation is repeated until one of the outputs becomes equal to or greater than the threshold value.
[0028]
In the second case, only one of the X distribution of the first position indicator and the Y distribution of the second position indicator is obtained, and the other is not obtained. In this case, the detailed state detection operation with the obtained frequency is frequently performed, and the general state detection operation is performed less frequently. The detailed state detection operation in this case is the same as the operation of the conventional digitizer with a single frequency. It is only necessary to perform limited scanning for one of the X coordinate and the Y coordinate by utilizing the information already obtained by the outline state detection operation.
[0029]
The third case is a case where both a rough X distribution of the first position indicator and a rough Y distribution of the second position indicator are obtained. “Rough distribution” is information including which coil position provides at least the maximum signal level. In this third case, the detailed information detection operation with the two frequencies f1 and f2 is executed.
[0030]
In the detailed information detecting operation, the frequencies f1 and f2 are replaced with the general information detecting operation. In order to obtain the Y distribution of the first position indicator and the X distribution of the second position indicator at the same time, while sending an AC signal having a frequency of f2 to one of the X axis coils, the Y axis coil An AC signal having a frequency of f1 is sent to one of the two. This transmission period is again 32 microseconds. In the next 32 microsecond reception period, the same X-axis coil and Y-axis coil are still selected, and the connection with the transmission means is disconnected. Instead, the signal level is acquired by connecting to the reception means.
[0031]
This operation is repeated for a plurality of X-axis coils and is repeated for a plurality of Y-axis coils. In the approximate position detection operation, the X distribution of the first position indicator and the Y distribution of the second position indicator were acquired. In the detailed information detection operation, the Y distribution of the first position indicator and the X distribution of the second position indicator were acquired. If these pieces of information are combined and analyzed, the detailed position of the position indicator can be obtained from the signal level values of the coil giving the maximum level value and the coils on both sides thereof. Approximate calculation using a quadratic curve is the same as in the conventional example.
[0032]
Once the detailed positions of the two position indicators have been detected, the operation of continuing to detect them without losing sight of them is referred to as a follow-up detection operation. As for the follow-up detection operation, the state detection operation is executed by a relatively fewer procedure than the above-described approximate detection operation and detailed position detection operation. The set of X and Y axis coils closest to the first position indicator is described as (X15, Y15), and the set of X axis and Y axis coils closest to the second position indicator is described as (X25, Y25). , X15 and X15 are described as X14, X16, and Y15 as adjacent coils as Y14 and Y16, respectively. (While written as 14, 15, 16, this is a representation of the values that change as the position indicator moves rather than a fixed coil in this way for convenience of understanding.) In, the unit period is written.
[0033]
In the first unit period, f1 is transmitted to X14 and f2 is transmitted to Y24.
In the second unit period, the signal from X14 is received at f1, while the signal from Y24 is received at f2.
(Hereafter abbreviated)
Third unit period, f1 transmission in X15, f2 transmission in Y25.
Fourth unit period, f1 reception from X15, f2 reception from Y25.
F5 transmission in X16 and f2 transmission in Y26 during the fifth unit period.
Sixth unit period, reception of f1 from X16, reception of f2 from Y26.
7th unit period, f2 transmission in X24, f1 transmission in Y14.
Eighth unit period, f2 reception from X24, f1 reception from Y14.
9th unit period, f2 transmission in X25, f1 transmission in Y15.
10th unit period, X2 to f2 reception, Y15 to f1 reception.
In the 11th unit period, f2 is transmitted to X26, and f1 is transmitted to Y16.
In the 12th unit period, f2 is received from X26, and f1 is received from Y16.
[0034]
In this way, the signal level necessary for calculating the coordinates of the two position indicators can be acquired in the 12 unit period, that is, in the same time length as the conventional example.
[0035]
【Example】
Three examples will be given as examples of the present invention. The first example is an example in which the present invention is applied to a transmission / reception digitizer similar to that of the above-described embodiment. Most of the examples are the same as those of the embodiment, but have different tracking detection operations. . In the second embodiment, the spirit of the present invention is applied to a position indicator transmission digitizer. In the third embodiment, the present invention is applied to a tablet transmission digitizer.
[0036]
A first embodiment will be described. The apparatus configuration is the same as that of the embodiment described above. In the follow-up detection operation, the transmission period and the reception period are repeated in the same manner as in the embodiment. However, in the transmission period, the frequency f1 is transmitted by the X-axis coil, the frequency f2 is transmitted by the Y-axis coil, and the reception period immediately after that. The difference is that the frequency f2 is received by the X-axis coil and the frequency f1 is received by the Y-axis coil. The follow-up detection operation in the first embodiment is described in the same format as described in the embodiment as follows.
[0037]
In the first unit period, f1 is transmitted to X15 and f2 is transmitted to Y25.
In the second unit period, the signal from X24 is received at f2, while the signal from Y14 is received at f1.
(Hereafter abbreviated)
Third unit period, f1 transmission in X15, f2 transmission in Y25.
4th unit period, reception of f2 from X25, reception of f1 from Y15.
5th unit period, f1 transmission in X15, f2 transmission in Y25.
Sixth unit period, f2 reception from X26, f1 reception from Y16.
7th unit period, f2 transmission in X25, f1 transmission in Y15.
8th unit period, X1 to f1 reception, Y24 to f2 reception.
9th unit period, f2 transmission in X25, f1 transmission in Y15.
10th unit period, reception of f1 from X15, reception of f2 from Y25.
11th unit period, f2 transmission in X25, f1 transmission in Y15.
The 12th unit period, f1 reception from X16, f2 reception from Y26.
[0038]
The following detection operation of the first embodiment includes two technical ideas. First, as described above, f1 is transmitted by the X-axis coil, f2 is received by the X-axis coil, and f1 is received by the Y-axis coil in the reception period immediately after the transmission period in which f2 is transmitted by the Y-axis coil. When focusing on one frequency, a coil used for transmission and a coil used for reception are orthogonal to each other (abbreviated as “transmission / reception orthogonal”). Second, the coils to be transmitted are limited to the four coils X15, Y15, X25, and Y25, that is, the coil closest to the position indicator (the center of the three coils to be transmitted or received) (“central transmission”). Is abbreviated.). Both of these ideas are caused by the fact that the transmitting coil and the receiving coil are not necessarily the same coil, but may be a nearby coil (a certain level of signal can be obtained by a nearby coil). However, they are technical ideas that can be applied independently. That is, other modified embodiments in which central transmission is performed without transmission / reception orthogonality are possible, and transmission / reception orthogonalization is possible, but central transmission is not possible. Also, instead of central transmission, central reception (reception coils are limited to four coils X15, X25, Y15, and Y25, and three transmission coils including both adjacent coils) may be selected. Is possible. Central transmission and central reception are alternatives.
[0039]
A second embodiment will be described with reference to FIG. In the second embodiment, the present invention is applied to a second conventional example, a position indicator transmission digitizer.
[0040]
A large number of X-axis coils 201-205 and Y-axis coils 211-214 are provided on the tablet, and these are connected to receiving means and signal processing means via X-axis coil selection switch 206 and Y-axis coil selection switch 216. The point that transmission means is provided on the point indicator side is the same as in the second conventional example. The difference from the second conventional example is that at least two combinations of receiving means and signal processing means are provided, and that there are two position indicators and two systems are provided so that their oscillation frequencies do not collide. is there.
[0041]
Now, for the tracking detection operation of the position indicator, the set of the X-axis coil and the Y-axis coil closest to the two position indicators is described as (X15, Y15), (X25, Y25), The operation procedure for acquiring the signal level necessary for the coordinate calculation of the two position indicators is described as follows by describing them as X14 and X16.
In the first unit period, f1 is received at X14, and at the same time, f2 is received at Y24.
In the second unit period, f1 is received at X15, and at the same time, f2 is received at Y25.
In the third unit period, f1 is received at X16 and f2 is received at Y26.
In the fourth unit period, f1 is received at Y14 and f2 is received at X24.
In the fifth unit period, f1 is received at Y15 and at the same time f2 is received at X25.
In the sixth unit period, f1 is received at Y16, and at the same time, f2 is received at X26.
In this way, although there are two position indicators, the signal levels necessary for the coordinate calculation thereof are obtained in 6 unit periods as in the second conventional example. However, as shown in FIG. 2, when a cable connecting the position indicator and the tablet is not provided, some synchronization procedure is performed prior to acquisition of these signals, as in the conventional example.
[0042]
A third embodiment will be described with reference to FIG. In the third embodiment, the present invention is applied to a third conventional example, a tablet transmission digitizer.
[0043]
A point where a large number of X-axis coils 301-305 and Y-axis coils 311-314 are provided on the tablet, a point where they are connected to the transmission means via the X-axis coil selection switch 306 and the Y-axis coil selection switch 316, and position indication The point that the receiving means is provided on the device side is the same as in the third conventional example. The difference from the third conventional example is that two transmission means and signal processing means are provided, and two position indicators having reception means are provided so that two reception frequencies do not collide with each other. Is a point.
[0044]
Now, for the tracking detection operation of the position indicator, the set of the X-axis coil and the Y-axis coil closest to the two position indicators is described as (X15, Y15), (X25, Y25), The operation procedure for acquiring the signal level necessary for the coordinate calculation of the two position indicators is described as follows by describing them as X14 and X16.
In the first unit period, f1 is transmitted at X14, and at the same time, f2 is transmitted at Y24.
In the second unit period, f1 is transmitted at X15, and at the same time, f2 is transmitted at Y25.
In the third unit period, f1 is transmitted at X16, and at the same time, f2 is transmitted at Y26.
In the fourth unit period, f1 is transmitted at Y14, and at the same time, f2 is transmitted at X24.
In the fifth unit period, f1 is transmitted at Y15 and at the same time f2 is transmitted at X25.
do.
In the sixth unit period, f1 is transmitted at Y16, and at the same time, f2 is transmitted at X26.
In this way, although there are two position indicators, the signal level necessary for the coordinate calculation thereof is obtained in a 6-unit period as in the third conventional example.
[0045]
The “X-axis Y-axis simultaneous transmission and simultaneous reception digitizer”, which is a fourth embodiment, will be described with reference to FIGS. 7, 8 and 9. FIG. 7 is a configuration diagram of an X-axis Y-axis simultaneous transmission simultaneous reception digitizer. Reference numerals 701 to 705 denote loop coils constituting the X-axis conductor. Reference numerals 711-714 denote loop coils constituting the Y-axis conductor. The first X-axis conductor selection unit 706 performs a function corresponding to the X-axis coil selection switch 106 in the embodiment shown in FIG. The first Y-axis conductor selection unit 716 performs a function corresponding to the Y-axis coil selection switch 116 in the embodiment shown in FIG. The position indicators 721 and 722 are equivalent to the position indicators 121 and 122 in the embodiment shown in FIG. The transmission units 731 and 732 perform the same functions as the transmission units 131 and 132 in the embodiment shown in FIG. The transmission / reception switching units 135 and 136 are equivalent to the transmission units 135 and 136 in the embodiment shown in FIG. The receiving units 741 and 742 are equivalent to 141 and 142 in the embodiment shown in FIG. The signal processing units 751 and 752 are the same as 151 and 152 in the embodiment shown in FIG. The position indicator state detector 760 is the same as the position indicator state detector 160 shown in FIG.
[0046]
The configuration of FIG. 7 is different from the configuration of FIG. 1 in that an X-axis conductor selection unit 707, a Y-axis conductor selection unit 717, reception units 743 and 744 are further provided, and their outputs are sent to the signal processing units 751 and 752, respectively. It is the point that I decided to input. With this configuration, the detection operation shown in FIGS. 8 and 9 becomes possible.
[0047]
FIG. 8 is an explanatory diagram of the scan order of the X-axis Y-axis simultaneous transmission simultaneous reception digitizer. FIG. 9 is a timing chart showing the transmission / reception timing of the X-axis / Y-axis simultaneous transmission / simultaneous reception digitizer. Here, it is assumed that the approximate positions of the position indicators 721 and 722 have already been detected and are in a mode for detecting a detailed position (follow-up detection mode). Further, the position indicator 721 is a position indicator having a resonance circuit having a natural resonance frequency f1, and the position indicator 722 is a position indicator having a resonance circuit having a natural resonance frequency f2, and f1 and f2 are separated from each other. It is assumed that there is no frequency. It is assumed that the transmission units 731 and 732 in FIG. 7 can switch and output the frequencies of f1 and f2 under the control of the position indicator state detection unit 760, respectively. Each of the receiving units 741 to 743 can receive either f1 or f2 frequency, and it is assumed that either f1 or f2 is switched and received by the control of the position indicator state detecting unit 760.
[0048]
The scanning operation of the “X-axis Y-axis simultaneous transmission simultaneous reception digitizer” according to the fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 8 and 9.
[0049]
First, in the first unit period, the X-axis conductor selection unit 706 selects the X-axis conductor closest to the X coordinate of the position indicator 721 based on the coordinate information detected so far, and the transmission unit 732 transmits a signal having the frequency f1. The transmission / reception switching unit 736 switches the connection so that the output signal of the transmission unit 732 is input to the X-axis conductor selection unit 706 (hereinafter, this is simply referred to as “f1 from the X-axis near the position indicator 721”). To send "). At the same time, in the first unit period, f2 is transmitted from the Y-axis conductor in the vicinity of the position indicator 722 (see (1) shown in FIGS. 8 and 9).
[0050]
In the second unit period, the X-axis conductor selection unit 706 selects the coil on the left side of the X-axis conductor near the position indicator 721, and the transmission / reception switching unit 736 sends the signal from the X-axis conductor selection unit 706 to the reception unit 742. The connection is switched so as to input, and the receiving unit 742 acquires the signal level of the frequency f1 (hereinafter, this is simply expressed as “receive f1 next to the left of the position indicator 721”). . At the same time, in the second unit period, f2 reception on the left side of the position indicator 722 is received (by the receiving unit 744). In addition, f1 is received next to the position indicator 721 (by the receiving unit 743). Still further, f2 reception is performed next to the position indicator 722 (by the receiving unit 741). (Refer to the Greek numeral 1 shown in FIGS. 8 and 9.)
[0051]
In the third unit period, f1 is transmitted from the X axis to the vicinity of the position indicator 721, and at the same time, f2 is transmitted from the Y axis to the vicinity of the position indicator 722. (See (2) shown in FIGS. 8 and 9). In the fourth unit period, f1 reception near the position indicator 721 (X axis), f2 reception near the position indicator 722 (X axis), f1 reception near the position indicator 721 (Y axis), F2 reception (Y axis) in the vicinity of the position indicator 722 is simultaneously executed. (See Greek number 2 in FIGS. 8 and 9).
[0052]
In the fifth unit period, f1 is transmitted from the X axis to the vicinity of the position indicator 721, and at the same time, f2 is transmitted from the Y axis to the vicinity of the position indicator 722. (Refer to (3) shown in FIGS. 8 and 9). Then, in the sixth unit period, f1 reception on the right side of the position indicator 721 (X axis), f2 reception on the right side of the position indicator 722 (X axis), f1 reception on the lower side of the position indicator 721 (Y Axis) and f2 reception (Y axis) on the lower side of the position indicator 722 are simultaneously executed. (See Greek number 3 in FIGS. 8 and 9).
[0053]
After the above 6-unit period, the three signal levels necessary for the X coordinate calculation of the position indicator 721, the three signal levels required for the Y coordinate detection, and the three signals required for the X coordinate calculation of the position indicator 722. Three signal levels necessary for level and Y coordinate calculation can be acquired. In this example, the period required for coordinate detection can be halved as compared with the example shown in the embodiment.
[0054]
The “X-axis / Y-axis alternating transmission / reception digitizer”, which is the fifth embodiment, will be described with reference to FIGS. 10 and 11. The hardware configuration is the same as that of the transmission / reception digitizer shown in FIG.
[0055]
Now, it is assumed that the rough position of the position indicator is known and the operation is to detect the detailed position (or follow-up detection operation). In the first unit period, f1 transmission (X axis) on the left side of the position indicator 121 and f2 transmission (Y axis) on the top side of the position indicator 122 are simultaneously executed. In the second unit period, f1 reception (X axis) on the left side of the position indicator 121 and f2 reception (Y axis) on the top side of the position indicator 122 are simultaneously executed. (Refer to (1) in FIG. 10 and FIG. 11. A symbol surrounded by “1” is displayed here as (1). The same applies hereinafter).
[0056]
In the third unit period, f2 transmission (X axis) on the left side of the position indicator 122 and f1 transmission (Y axis) on the top side of the position indicator 121 are simultaneously executed. Then, in the fourth unit period, f2 reception (X axis) on the left side of the position indicator 122 and f1 reception (Y axis) on the top side of the position indicator 121 are simultaneously executed. (See (2) in FIGS. 10 and 11).
[0057]
In the fifth unit period, f1 transmission in the vicinity of the position indicator 121 (X axis) and f2 transmission in the vicinity of the position indicator 122 (Y axis) are simultaneously executed. In the sixth unit period, f1 reception near the position indicator 121 (X axis) and f2 reception near the position indicator 122 (Y axis) are simultaneously executed. (See (3) in FIGS. 10 and 11).
[0058]
In the seventh unit period, f1 transmission in the vicinity of the position indicator 121 (Y axis) and f2 transmission in the vicinity of the position indicator 122 (X axis) are simultaneously executed. In the eighth unit period, f1 reception in the vicinity of the position indicator 121 (Y axis) and f2 reception in the vicinity of the position indicator 122 (X axis) are simultaneously executed. (See (4) in FIGS. 10 and 11).
[0059]
In the ninth unit period, f1 transmission (X axis) on the right side of the position indicator 121 and f2 transmission (Y axis) on the lower side of the position indicator 122 are simultaneously executed. In the tenth unit period, f1 reception (X axis) on the right side of the position indicator 121 and f2 reception (Y axis) on the lower side of the position indicator 122 are simultaneously executed. (See (5) in FIGS. 10 and 11).
[0060]
In the eleventh unit period, f2 transmission (X axis) on the right side of the position indicator 122 and f1 transmission (Y axis) on the lower side of the position indicator 121 are simultaneously executed. In the twelfth unit period, f2 reception (X axis) on the right side of the position indicator 122 and f1 reception (Y axis) on the lower side of the position indicator 121 are simultaneously executed. (See (6) in FIGS. 10 and 11).
[0061]
In the embodiment shown in FIG. 1, after obtaining the signal level necessary for the coordinate calculation of one position indicator, an example of obtaining the signal level necessary for the coordinate calculation of another position indicator has been given. In the fifth embodiment, it is common to acquire the signal level necessary for calculating the coordinates of the two position indicators after 12 unit periods, but the overlapping portion between the two coordinate detectors is large. (Between the coordinate detectors 1 and 2 between the coordinate detectors in FIG. 11). Therefore, the coordinates of the two position indicators can be said to be coordinates at substantially the same time.
[0062]
In any of the above-described embodiments and examples, the receiving means for f1 and the receiving means for f2 are shared by one receiving circuit, or the transmitting means for f1 and the transmitting means for f2 are used as one transmitting circuit. It is possible to use a modified embodiment which is to be used in combination.
[0063]
In any of the above cases, the function for switching the received handling frequency may be included in the receiving means or in the signal processing means, and therefore the signal processing means may have a switching function. Based on analog detection and digital detection.
[0064]
Further, the “selective connection means” may be a modified embodiment in which the transmission connection means and the reception connection means are combined into one connection means.
[0065]
【The invention's effect】
With the configuration described above, a single frequency can be used for multiple position indicators with different frequencies or position indicators using multiple frequencies by simultaneously sending, receiving, or transmitting / receiving signals with two orthogonal axes of sensors. It will be detected at the same time as it was. In other words, even when the number of position indicators is increased from one to two, two position indicators can be detected without reducing the coordinate detection frequency of those position indicators.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 Configuration diagram of a transmission / reception digitizer
FIG. 2 is a block diagram of a position indicator transmission digitizer.
FIG. 3 is a block diagram of a tablet transmission digitizer.
FIG. 4 is a block diagram of a conventional transmission / reception digitizer.
FIG. 5 is a configuration diagram of a conventional position indicator transmission digitizer.
FIG. 6 is a configuration diagram of a conventional tablet transmission digitizer.
FIG. 7 is a block diagram of an X-axis Y-axis simultaneous transmission and simultaneous reception digitizer.
FIG. 8 is an explanatory diagram of the scanning order of the X-axis and Y-axis simultaneous transmission and simultaneous reception digitizer.
FIG. 9 is a timing chart showing the transmission / reception timing of the X-axis / Y-axis simultaneous transmission / simultaneous reception digitizer.
FIG. 10 is an explanatory diagram of the scanning order of the X-axis and Y-axis alternating transmission / reception digitizer.
FIG. 11 is a timing chart showing the transmission / reception timing of the X-axis / Y-axis alternating transmission / reception digitizer.
[Explanation of symbols]
101-105, 201-205, 301-305, 401-405, 501-505, 601-605, 701-705 X-axis conductor (X-axis coil)
111-114, 211-214, 311-314, 411-414, 511-514, 611-614, 711-715 Y-axis conductor (Y-axis coil)
106, 206, 306, 406, 506, 606, 706, 707 X-axis conductor selection unit (X-axis coil selection switch)
116, 216, 316, 416, 516, 616, 716, 717 Y-axis conductor selection section (Y-axis coil selection switch)
121, 122, 221, 222, 321, 322, 420, 520, 620, 721, 722 Position indicator
131, 132, 231, 232, 331, 332, 430, 530, 630, 731, 732 Transmitter (transmitter)
135, 136, 435, 735, 736 Transmission / reception switching unit (transmission / reception switching switch)
141, 142, 241, 242, 341, 342, 440, 540, 640, 741, 742, 743, 744 Receiving unit (receiving means)
151, 152, 251, 252, 351, 352, 450, 550, 650, 751, 752 Signal processing unit (signal processing means)
160, 260, 360, 760 Position indicator state detection unit

Claims

In a digitizer that detects information of the position indicator based on an electromagnetic action between a tablet in which a plurality of conductors are arranged in each of the X axis direction and the Y axis direction and the position indicator,
Is in said position indicator,
A first position indicator having a resonance circuit having the first frequency f1 as a natural resonance frequency;
A second position indicator having a resonance circuit whose natural resonance frequency is the second frequency f2 that does not collide with the first frequency f1 ;
The tablet includes
First transmission means for transmitting a signal of a first frequency f1 that causes electromagnetic action with the first position indicator;
Second transmission means for transmitting a signal of a second frequency f2 that causes electromagnetic action with the second position indicator;
The first transmission to the conductor disposed in the X-axis direction (hereinafter referred to as “X-axis conductor”) and the conductor disposed in the Y-axis direction (hereinafter referred to as “Y-axis conductor”). First connection means for selectively connecting the means and the second transmission means;
First receiving means for receiving a signal of the first frequency f1,
Second receiving means for receiving a signal of the second frequency f2,
Second connection means for selectively connecting the first receiving means and the second receiving means to the X-axis conductor and the Y-axis conductor;
Signal processing means for processing signals obtained by the first receiving means and the second receiving means;
Position indicator state detecting means for detecting the state of the position indicator based on the result processed by the signal processing means;
Control means for controlling the two transmission means, the two reception means, the two connection means, the signal processing means and the position indicator state detection means , and
When the control means handles the signal of the first frequency f1 on one of the X-axis conductor and the Y-axis conductor, the control means controls to handle the second frequency f2 on the other side. Digitizer.

In a digitizer that detects information of the position indicator based on a result of electromagnetically transmitting a signal from the position indicator to a tablet having a plurality of X-axis conductors and Y-axis conductors,
As the position indicator,
A first position indicator having a first coil for transmitting an electromagnetic signal and a transmission means for transmitting a signal of a first frequency f1 to the coil;
A second position indicator having a second coil for transmitting an electromagnetic signal, and transmission means for transmitting a signal of a second frequency f2 that does not collide with the first frequency to the coil;
The Bei Eteori,
The tablet includes
First receiving means capable of receiving a signal of the first frequency f1 to receive an electromagnetic signal from the first position indicator;
Second receiving means capable of receiving a signal of the second frequency f2 to receive an electromagnetic signal from the second position indicator;
Connection means for selectively connecting the X-axis conductor and the Y-axis conductor to the first receiving means and the second receiving means;
Signal processing means for processing signals received by the two receiving means;
Position indicator state detecting means for detecting the state of the position indicator based on the result processed by the signal processing means;
Control means for controlling the two receiving means, the connecting means, the signal processing means and the position indicator state detecting means , and
When the control means handles the signal of the first frequency f1 on one of the X-axis conductor and the Y-axis conductor, the control means controls to handle the second frequency f2 on the other side.
Digitizer, characterized in that.

In a digitizer for detecting coordinates of the position indicator with respect to the tablet based on a result of electromagnetically transmitting a signal to the position indicator from a tablet having a plurality of X-axis conductors and Y-axis conductors,
As the position indicator,
A first position indicator having a first coil for receiving an electromagnetic signal having a first frequency f1, and receiving means for receiving the signal having the first frequency f1 received by the first coil;
A second coil for receiving an electromagnetic signal having a second frequency f2 that does not collide with the first frequency f1, and a receiving means for receiving the signal having the second frequency f2 received by the second coil. A second position indicator having,
Equipped with a,
The tablet includes
A first transmission means for sending the signal of the first frequency f1,
A second transmission means for sending the signal of the second frequency f2,
Connection means for selectively connecting the X-axis conductor and the Y-axis conductor to the first transmission means and the second transmission means;
Signal processing means for receiving and processing signals received by two receiving means in the two position indicators;
Position indicator state detecting means for detecting the state of the position indicator based on the result processed by the signal processing means;
Control means for controlling the two transmission means, the connection means, the signal processing means and the position indicator state detection means , and
When the control means handles the signal of the first frequency f1 on one of the X-axis conductor and the Y-axis conductor, the control means controls to handle the second frequency f2 on the other side.
Digitizer, characterized in that.

In the vicinity of the tablet having a large number of X-axis conductors and Y-axis conductors, a first position indicator having a resonance circuit having a natural resonance frequency f1 and a resonance circuit having a resonance circuit having a natural resonance frequency f2 that does not collide with f1. when the second position indicator and are present at the same time, the position pointer information detecting method of the digitizer for detecting the information of the two of the position indicator,
A first operation of simultaneously performing an operation of transmitting a signal of frequency f1 to one of the plurality of X-axis conductors and an operation of transmitting a signal of frequency f2 to one of the plurality of Y-axis conductors. Steps,
An operation for processing the signal obtained by connecting the X-axis conductor to the receiving means for receiving the frequency f1, and an operation for processing the signal obtained by connecting the Y-axis conductor to the receiving means for receiving the frequency f2. A second step of simultaneously executing
A third step in which the first step and the second step are repeated for other X-axis conductors and other Y-axis conductors to obtain a plurality of signal levels;
A fourth operation of simultaneously executing an operation of transmitting a signal of frequency f2 to one of the plurality of X-axis conductors and an operation of transmitting a signal of frequency f1 to one of the plurality of Y-axis conductors. Steps,
An operation for processing the signal obtained by connecting the X-axis conductor to the receiving means for receiving the frequency f2, and an operation for processing the signal obtained by connecting the Y-axis conductor to the receiving means for receiving the frequency f1. And a fifth step of simultaneously executing
A sixth step in which the fourth step and the fifth step are repeated for other X-axis conductors and other Y-axis conductors to obtain a plurality of signal levels;
A digitizer position indicator information detection method comprising: a seventh step of calculating the information of the two position indicators by analyzing the values obtained in the third step and the sixth step.

In the vicinity of the tablet having a large number of X-axis conductors and Y-axis conductors, a first position indicator having a resonance circuit having a natural resonance frequency f1 and a resonance circuit having a resonance circuit having a natural resonance frequency f2 that does not collide with f1. A position indicator information detection method for a digitizer that detects information on the tablet of the two position indicators when two position indicators exist simultaneously,
A first operation of simultaneously performing an operation of transmitting a signal of frequency f1 to one of the plurality of X-axis conductors and an operation of transmitting a signal of frequency f2 to one of the plurality of Y-axis conductors. Steps,
An operation for processing the signal obtained by connecting the X-axis conductor to the receiving means for receiving the frequency f2, and an operation for processing the signal obtained by connecting the Y-axis conductor to the receiving means for receiving the frequency f1. A second step of simultaneously executing
Analyzing the values obtained by repeating the first step and the second step for other X-axis conductors and other Y-axis conductors to calculate state information of the two position indicators; Steps,
A fourth operation of simultaneously executing an operation of transmitting a signal of frequency f2 to one of the plurality of X-axis conductors and an operation of transmitting a signal of frequency f1 to one of the plurality of Y-axis conductors. Steps,
An operation for processing the signal obtained by connecting the X-axis conductor to the receiving means for receiving the frequency f1, and an operation for processing the signal obtained by connecting the Y-axis conductor to the receiving means for receiving the frequency f2. And a fifth step of simultaneously executing
A sixth step in which the fourth step and the fifth step are repeated for other X-axis conductors and other Y-axis conductors to obtain a plurality of signal levels;
A digitizer position indicator information detection method comprising a seventh step of analyzing the values obtained in the third step and the sixth step and calculating information of the two position indicators .

A first position indicator that emits an electromagnetic signal having a frequency f1, and a second position instruction that emits an electromagnetic signal having a frequency f2 that does not collide with f1, in the vicinity of a tablet having a large number of X-axis conductors and Y-axis conductors. A digitizer position indicator position detecting method for detecting the coordinates of the two position indicators with respect to the tablet when the instrument is present simultaneously;
An operation of processing a signal obtained by connecting one of the plurality of X-axis conductors to a receiving unit that receives the frequency f1, and one of the plurality of Y-axis conductors receiving the frequency f2. A first step of simultaneously executing an operation for processing a signal obtained by connecting to a receiving means;
A second step of repeating the first step for other X-axis conductors and other Y-axis conductors to obtain a plurality of signal levels;
An operation of processing a signal obtained by connecting one of the plurality of X-axis conductors to a receiving unit that receives the frequency f2, and one of the plurality of Y-axis conductors receiving the frequency f1. A third step of simultaneously executing an operation for processing a signal obtained by connecting to the receiving means;
A fourth step of repeating the third step for other X-axis conductors and other Y-axis conductors to obtain a plurality of signal levels;
A fifth step of analyzing the values obtained in the second step and the fourth step to calculate state information of the two position indicators;
A digitizer position indicator information detection method comprising:

A first position indicator that receives an electromagnetic signal having a frequency f1 and a second position that receives an electromagnetic signal having a frequency f2 that does not collide with f1, in the vicinity of a tablet having a large number of X-axis conductors and Y-axis conductors. A position indicator information detection method of a digitizer that detects coordinates of the two position indicators with respect to the tablet when a position indicator exists simultaneously,
An operation for processing a signal obtained by connecting one of the plurality of X-axis conductors to a circuit for transmitting the frequency f1, and a circuit for transmitting the frequency f2 to one of the plurality of Y-axis conductors A first step of simultaneously performing an operation of processing a signal obtained by connecting to
A second step of repeating the first step for other X-axis conductors and other Y-axis conductors to obtain a plurality of signal levels;
An operation for processing a signal obtained by connecting one of the plurality of X-axis conductors to a circuit for transmitting a frequency f2, and a circuit for transmitting a frequency f1 to one of the plurality of Y-axis conductors A third step of simultaneously executing an operation of processing a signal obtained by connecting to
A fourth step of repeating the third step for other X-axis conductors and other Y-axis conductors to obtain a plurality of signal levels;
A fifth step of analyzing the values obtained in the second step and the fourth step to calculate the state information of the two position indicators;
A digitizer position indicator information detection method comprising:

A digitizer according to claim 1, comprising:
An X-axis conductor selector and a receiver connected to the X-axis conductor selector and a Y-axis conductor selector and a receiver connected to the X-axis conductor selector are further provided, and signals from the two position indicators are sent to the first frequency f1 and A digitizer characterized by detecting both the X-axis and the Y-axis for the second frequency f2 and simultaneously obtaining four signal levels.

A digitizer according to claim 3, wherein
The X-axis conductor selection unit and the reception unit connected to the X-axis conductor selection unit, and the Y-axis conductor selection unit and the reception unit connected to the X-axis conductor selection unit are further provided. A digitizer characterized by detecting both the X-axis and the Y-axis for the second frequency f2 and simultaneously obtaining four signal levels.