JP2014035631A5 - - Google Patents
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Description
この種の装置としては特許文献1(特開平08−30374号公報)に開示された電磁誘導方式の位置検出装置がある。特許文献1の実施例によれば、ペン形状の位置指示器の先端部に2本の磁性体コアを並設し、一方の磁性体コアのみに巻いた制御コイルと、2本の磁性体コアを束ねて巻いた送信コイルとを設ける。そして、制御コイルの両端を電子的なスイッチによりオンまたはオフ状態に制御する。これにより、送信コイルに流れる電流による磁束の分布を制御して、位置検出装置(以下、この明細書ではタブレットと記載する。)では2つの座標位置として求めるとともに、位置指示器のペン軸を中心とした回転角を計算するようにしている。
図4は、このように構成した第1実施例の位置指示器の動作を示した図で、図3における信号a、b、c、dの変化の様子を示している。マイクロプロセッサ17は、端子P2(信号a)をロウレベルとした状態で、端子P1(信号b)が一定期間ハイレベルを維持するように制御する。これによってL電極13からは一定期間連続して信号(d)を放射する(図4の、連続送信期間:L)。この連続送信期間中に、マイクロプロセッサ17は端子P3を制御して可変容量コンデンサ12に加えられた筆圧を求める。即ち、マイクロプロセッサ17は端子P3をハイレベル出力とすることにより可変容量コンデンサ12を充電する。
図7において、マイクロプロセッサ33は選択回路22が、前述したX軸全面スキャン動作において求まった電極X11を選択するようにコントロール回路26を制御する。このとき、位置指示器20から送信される信号に対応した信号が電極X11に誘導され、検波回路31にはその信号レベルに対応した電圧が発生する。マイクロプロセッサ33は一定の周期でAD変換回路32を動作させて、その信号レベル(k)を読み取る。この、AD変換回路32を動作させる周期は、位置指示器20が筆圧データ送信期間に送信する周期よりも十分に短い時間とする。
マイクロプロセッサ33は、前述した待ち時間がTwに達すると同時に、図示しないタイマーを起動する。このタイマーはゼロから前述したTdの時間(位置指示器20からのデータ送信周期)に一致する値までを繰り返しカウントする(ステップ2)。タイマーの1周期の動作期間中、マイクロプロセッサ33はAD変換回路32を繰り返し起動して信号レベルを読み取る。この間の信号レベルが一度も前述した所定値に達しなければ位置指示器20からの送信が無かったものと判断してその回のデータを「0」として保存し、その間に所定値以上の信号レベルが検出された場合には位置指示器20からの送信が有ったものと判断してその回のデータを「1」として保存する(ステップ2)。
前述したタイマーのカウントを11回行い、11ビットのデータが保存される。このとき初回のデータが図4で示した「符号」に相当する。図8のステップ2ではこの符号が0であるから、ステップ1で求めた信号レベルVpx0、Vax0、Vbx0、Vpy0、Vay0、Vby0、より計算される座標は位置指示器20のL電極に相当する座標位置であることが判る。残りの10ビットデータはステップ1の期間に位置指示器20で計測された筆圧値を現している。
ステップ2において11ビットのデータ受信を終了すると、位置指示器20からの連続送信期間の開始を検出する動作へ移行する。マイクロプロセッサ33は、電極X11を選択した状態で受信される信号レベルを繰り返し検出する。この受信レベルが一定時間(Ts)継続して所定値以上であったときに、位置指示器20の連続送信期間が開始されたと判断して、座標検出動作へ移行する(図8のステップ3)。
マイクロプロセッサ33は、位置指示器20からの信号のX座標を求めるため、制御信号fをロウレベル「0」としたまま、選択回路22がX11を中心とする5本の電極(X9〜X13)を順次選択して、AD変換回路32を動作させて信号レベルを読み取る(ステップ3)。このとき、最も高い信号レベルが検出された電極の番号(ここではX11)、およびその信号レベル(Vpx1)、またその両隣の電極により検出されたレベルをVax1、Vbx1 として保存する(ステップ3)。
次にマイクロプロセッサ33は、位置指示器20からの信号のY座標を求めるため、制御信号fをハイレベル「1」として、選択回路23がY20を中心とする5本の電極(Y18〜Y22)を順次選択して、信号レベルを読み取る(ステップ3)。このとき、最も高い信号レベルが検出された電極の番号(ここではY20)、およびその信号レベル(Vpy1)、またその両隣の電極により検出されたレベルをVay1、Vby1として保存する(ステップ3)。ここで求まった信号レベルVpx1、Vax1、Vbx1、Vpy1、Vay1、Vby1、は後述する計算式による座標値の計算に用いられる。
マイクロプロセッサ33は、位置指示器20からの連続送信の終了を検出すると、筆圧データに先立って送信されるスタート信号のタイミングを検出する動作に入る(ステップ4)。マイクロプロセッサ33は、電極X11を選択した状態でAD変換回路32を繰り返し起動するように制御して、信号レベルが前述した所定値以上となった時刻をt2として記憶する。マイクロプロセッサ33は、時刻t2から一定時間Twだけ待った時刻より位置指示器20からのデータ受信動作を開始する(ステップ4)。このTwはステップ2のときと同じ時間とする。
マイクロプロセッサ33は、前述した待ち時間がTwに達すると同時に、タイマーを起動し、前述したステップ2のときと全く同様にして位置指示器20からの11ビットのデータを受信する(ステップ4)。この初回のデータが図4で示した「符号」に相当する。図8のステップ4ではこの符号が1であるから、ステップ3で求めた信号レベルVpx1、Vax1、Vbx1、Vpy1、Vay1、Vby1、より計算される座標は位置指示器20のR電極に相当する座標位置であることが判る。残りの10ビットデータはステップ3の期間に位置指示器20で計測された筆圧値を現している。このように位置指示器20からの特定のデータ値によって位置指示器のどの電極からの送信であるかを識別するようにしているのは本発明の特徴の一つである。
図9は、2つの座標値(X0、Y0)および(X1、Y1)より位置指示器20のタブレット面に垂直方向を軸とした回転角度θを計算するための原理図である。この図では、Y軸の正方向を基準(θ=0)とし、θの範囲を−180°<θ≦+180°として、座標値(X1、Y1)に対応するR電極の向きを定義するものである。このとき、位置指示器20の回転角θは、X0、Y0、X1、Y1、より次の(5)式〜(9)式ように計算される。
本実施例では、位置指示器20のL電極によるデータ送信時とR電極によるデータ送信時とで同一の情報(筆圧)を送っているが、一方を他の情報としても良いし、一方のデータは符号情報のみとして時間を短縮するようにしても良い。また、データの送信はL電極またはR電極の一方のみとして、タブレットは位置指示器20からのデータの送信が有ったかどうかによって直前の連続送信が行われた電極を判定するようにしても良い。また、L電極からの送信とR電極からの送信とで送信する周波数を変えて識別するようにしても良いし、連続送信の長さを変えて識別するようにしても良い。
図12に示した第2実施例の位置指示器20の構成と図3に示した第1実施例の位置指示器の構成とで異なる点は、第1実施例では2つの電極を交互に切替えてコイルL2に接続していたのに対して、本実施例では、電極37(L電極)は常時コイルL2と接続されており、電極38(R電極)とコイルL2間にはアナログスイッチ39が設けられてオンまたはオフに制御される点である。
図13は、第2実施例による位置指示器の動作を示した図で、図12における信号a、b、c、dの変化の様子を示している。マイクロプロセッサ17は、端子P2(信号a)をハイレベルとした状態で、端子P1(信号b)が一定期間ハイレベルを維持するように制御する。これによってL電極とR電極から一定期間連続して信号(d)を放射する(図13の、連続送信期間:L+R)。この連続送信期間中に、マイクロプロセッサ17は第1実施例と同様にして可変容量コンデンサ12に加えられた筆圧を求める。
図18は、第3実施例による位置指示器の動作を示した図で、図17における信号a、b、c、dの変化の様子を示している。マイクロプロセッサ17は、信号aによる設定が電極40を選択するようにした状態で、端子P1(信号b)が一定期間ハイレベルを維持するように制御する。これによって電極40から一定期間連続して信号(d)を放射する(図18の、連続送信期間1)。この連続送信期間中に、マイクロプロセッサ17は第1実施例と同様にして可変容量コンデンサ12に加えられた筆圧を求める。
この連続送信期間2を終了すると、マイクロプロセッサ17は、信号aによる設定が電極41を選択したままの状態で、周期Tdで端子P1を制御することによりASK変調を行う。このときのスタート信号に続く”符号”を”1”として送信する。
Claims (1)
- 前記位置指示部は、芯体を収納する筐体を備え、前記複数の電極が、前記筐体の先端部に設けられる、ことを特徴とする請求項9記載の位置指示器。
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