JP4140020B2 - 高速デジタイザ - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、タブレットすなわち平板上に位置に関連して配置された多数のループコイルと，位置指示器との作用による出力信号に基づき，位置指示器の平板上における指示位置座標を算出するデジタイザおよびこのデジタイザの原理を応用した移動体の位置検出器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のデジタイザの従来技術としては，例えば特願平４ー３２８４７２号と，その改良案である特願平７ー７２７７号に開示されているものがある。図３を用いて，特願平４ー３２８４７２号のデジタイザの構成を説明する。このデジタイザのタブレット上には，例えばＸ方向に順次配列されたＸ方向ループコイル群（Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，・・・）とＹ方向に順次配置されたＹ方向ループコイル群(Ｙ１,Ｙ２,Ｙ３，・・・）とが設けられている。
【０００３】
Ｘ方向ループコイル群はＸ軸スキャナ１１を介して電圧増幅器１３Ｘ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を介して電圧増幅器１３Ｙの入力側に選択的に接続される。なお，電圧増幅器１３Ｘの出力側は，電流増幅器１４の入力側に接続され，タブレット上に設けられた周囲コイル１０とともにいわゆる閉ループが形成可能な構成を有している。
【０００４】
いま，位置指示器２がタブレット１面に位置づけられたとする。位置指示器２のコイルＬに近接した位置に配設されているＸ軸ループコイルがＸ軸スキャナ１１を介し電圧増幅器１３の入力側に接続されると，電流増幅器１４の出力側に接続されているタブレット１の周囲コイル１０と閉ループ系が形成される。そして，位置指示器２のコイルＬと各増幅器１４，１３及び各増幅器１４，１３に接続されたＸ軸ループコイル，及び周囲コイル１０とが接続系を形成し，周囲の雑音あるいは自ら（回路）の雑音をきっかけとしてその接続系に固有の周波数で発振する。このときの電圧増幅器１３の出力が利用回路１５に入力される。
【０００５】
Ｙ軸スキャナ１２では，この間において，そのＹ軸ループコイルを順次切り替えながら各ループコイルに生じた誘導信号を測定し，電圧増幅器１３Ｙを介して利用回路１５内に送出する。これにより，Ｙ軸の出力信号分布が得られる。次いで，Ｘ軸スキャナ１１を作用させて，上記のような発振系は、そのＸ軸ループコイル群を次々と切り替えながら順次形成し，その個々の発振系毎に電圧増幅器１３の出力を利用回路１５に順次測定記憶していく。これにより，Ｘ軸出力信号分布が得られる。利用回路１５は，これらの各側出力分布結果から位置指示器２のＸ軸及びＹ軸の指示位置を演算して決定している。
【０００６】
特願平４ー３２８４７２号の指示座標値の演算は，ループコイルの順位とその電圧レベルの分布が二次関数に近似できることを前提にしている。これに対して特願平７ー７２７７号は，位置信号が二次関数と大きくずれた場合にも所定の位置検出精度を確保するためのものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述の如き従来の構成は、いずれもスキャナを用いてループコイル群を順次切り替えてコイル電圧を電圧増幅器に取り込み電圧分布を求める方式のため，スキャンニングのための時間を必要とする。すなわち電圧増幅器１３の出力を利用回路４０に順次測定記憶していくためには，電圧増幅器のアナログ出力をＡＤ変換器（アナログ・デジタル変換器）でデジタル値に変換してメモリに入れる等の手段が必要であり，そのための変換時間とスキャナ自身の切り替えに要する時間との合計であるスキャンニング時間が，各ループコイル毎に必要になるので，特に大形のデジタイザになるほど全体のスキャンニング時間は長くなり，位置データの取り込みに時間を要することになる。
【０００８】
一般的なデジタイザの用途の場合，すなわち位置指示器を手動で操作しながらタブレット上の図面の位置情報をコンピュータに取り込むような用途では，このスキャンニング時間は一般にあまり大きな問題にならないが，特に高速応答を要求されるや，あるいはこの種のデジタイザの原理を利用して，例えば平面上を移動する移動体に位置指示器のコイルを取り付け，移動体の位置を検出する用途に転用しようとすると，このスキャンニング時間で位置検出の時間間隔が制限されることになる。したがって高速移動する物体の位置検出を高速応答で行うためには，このスキャンニング時間の短縮が大きな課題となる。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するために本発明は，位置に関連して配設された複数のループコイルの各々に検出電圧を求めるための増幅検波信号変換手段すなわち電圧増幅器と検波器ならびにＡＤ変換器を直接接続して，並列に変換処理を行うものである。
【００１０】
上述のＡＤ変換部を，ＤＡ変換器（デジタル・アナログ変換器）を用いた鋸歯状波発生回路とコンパレータ（比較器）によって構成したものである。
【００１１】
【実施例】
以下図面によって本発明の実施例を説明する。図１は本発明の第１実施例を示すブロック図である。タブレット１のＸ方向にはループコイルＸ１，Ｘ２，・・・，Ｘｎが，タブレットのＹ方向にはループコイルＹ１，Ｙ２，・・・，Ｙｍがそれぞれ位置に関連して順次配設されている。各Ｘ側ループコイル群はＸ方向の位置決定のために設けられており，各Ｙ側ループコイルはＹ方向の位置決定のために設けられている。各ループコイルには電圧増幅器１３と電圧増幅器の高周波出力電圧を直流で夏に変換するためのＡＭ検波器（振幅検波器）１６ならびにその直流電圧をデジタル値に変換するためのＡＤ変換器１７がそれぞれ接続されている。
【００１２】
従来の技術の説明では，タブレット周辺に設けられた導体ループと，Ｘ側ループコイル並びに位置指示器で発振系を構成した場合について説明したが，図１の位置指示器３のように，位置指示器３そのものに発振回路３２を組み込んで，その出力で位置指示器のコイル３１を励磁してもよい。移動体の位置検出を行う場合等は，移動体内に発振回路を構成する方が便利なことも多い。
【００１３】
ＡＤ変換器１７の出力は，Ｘ軸スキャナ１１，Ｙ軸スキャナ１２を介して利用回路１８に取り込まれる。従来のＡＤ変換しながらスキャンする方法と比較すると，ＡＤ変換は既に並列に処理された後なのでスキャンニング時間は格段に短い。利用回路１８はこれらの各側出力分布結果から位置指示器３のＸ軸及びＹ軸の指示位置を演算して決定する。利用回路１８は，マイクロコンピュータを用いて構成できる。またＸ軸スキャナ１１とＹ軸スキャナ１２を利用回路１８のマイコンに含めて構成することもできる。
【００１４】
図２は本発明の第２実施例を示すブロック図である。ＡＭ検波器１６の出力はコンパレータ１９に接続されている。コンパレータのレファレンス電圧Ｖrefとして，マイクロコンピュータ２０とＤＡ変換器２２を用いて鋸歯状波電圧２３を発生させて全コンパレータに同時に供給している。すなわちコンパレータの出力をマイクロコンピュータで監視することにより，出力電圧の大きな順番にコンパレータ出力が生ずるので，各ループコイルの出力電圧の順位と，そのとき、電圧値のＡＤ変換値の取り込みが同時に行われる。第１の実施例に比較して，ＡＤ変換器の数が減らせるので経済的であり，かつ出力電圧の大きさの順番もＡＤ変換しながら同時に分かるので全体の変換時間はさらに少なくできる。このようにして取り込まれた値から，位置指示器３のＸ軸及びＹ軸の指示位置をマイクロコンピュータ２０で演算して決定する。
【００１５】
【発明の効果】
本発明に成る高速デジタイザは，位置検出用のループコイル群の検出電圧を，順次スキャンすること無しに直接増幅，検波，ＡＤ変換して取り込み，位置指示器の指示位置座標を求めるようにしたので，スキャンニング時間を低減した高速デジタイザを実現できる。
【００１６】
また位置検出用のループコイル群の検出電圧を，順次スキャンすること無しに直接増幅，検波した出力を，ＤＡ変換器を用いた鋸歯状波をレファレンス電圧としたコンパレータを用いて出力電圧の順番とＡＤ変換値を取り込み，位置指示器の指示位置座標を求めるようにしたので，スキャンニング時間をさらに低減した高速デジタイザを経済的に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に成る例の第１の実施例のブロック図である。
【図２】本発明に成る例の第２の実施例のブロック図である。
【図３】従来のデジタイザの一例を説明するブロック図である。
【符号の説明】
１・・・タブレット，２・・・位置指示器，３・・・発振回路を内蔵した位置指示器，
１１・・・Ｘ軸スキャナ，１２・・・Ｙ軸スキャナ，１３・・・電圧増幅器，１４・・・電流増幅器，１５・・・利用回路，１６・・・ＡＭ検波器，１７・・・ＡＤ変換器，１８・・・利用回路，１９・・・コンパレータ，２０・・・マイクロコンピュータ，２２・・・ＤＡ変換器，２３・・・鋸歯状波電圧
３１・・・位置指示器のコイル，３２・・・発振回路
Ｘ１，Ｘ２，・・・Ｘ軸ループコイル，Ｙ１，Ｙ２，・・・Ｙ軸ループコイル
【産業上の利用分野】
本発明は、タブレットすなわち平板上に位置に関連して配置された多数のループコイルと，位置指示器との作用による出力信号に基づき，位置指示器の平板上における指示位置座標を算出するデジタイザおよびこのデジタイザの原理を応用した移動体の位置検出器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のデジタイザの従来技術としては，例えば特願平４ー３２８４７２号と，その改良案である特願平７ー７２７７号に開示されているものがある。図３を用いて，特願平４ー３２８４７２号のデジタイザの構成を説明する。このデジタイザのタブレット上には，例えばＸ方向に順次配列されたＸ方向ループコイル群（Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，・・・）とＹ方向に順次配置されたＹ方向ループコイル群(Ｙ１,Ｙ２,Ｙ３，・・・）とが設けられている。
【０００３】
Ｘ方向ループコイル群はＸ軸スキャナ１１を介して電圧増幅器１３Ｘ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を介して電圧増幅器１３Ｙの入力側に選択的に接続される。なお，電圧増幅器１３Ｘの出力側は，電流増幅器１４の入力側に接続され，タブレット上に設けられた周囲コイル１０とともにいわゆる閉ループが形成可能な構成を有している。
【０００４】
いま，位置指示器２がタブレット１面に位置づけられたとする。位置指示器２のコイルＬに近接した位置に配設されているＸ軸ループコイルがＸ軸スキャナ１１を介し電圧増幅器１３の入力側に接続されると，電流増幅器１４の出力側に接続されているタブレット１の周囲コイル１０と閉ループ系が形成される。そして，位置指示器２のコイルＬと各増幅器１４，１３及び各増幅器１４，１３に接続されたＸ軸ループコイル，及び周囲コイル１０とが接続系を形成し，周囲の雑音あるいは自ら（回路）の雑音をきっかけとしてその接続系に固有の周波数で発振する。このときの電圧増幅器１３の出力が利用回路１５に入力される。
【０００５】
Ｙ軸スキャナ１２では，この間において，そのＹ軸ループコイルを順次切り替えながら各ループコイルに生じた誘導信号を測定し，電圧増幅器１３Ｙを介して利用回路１５内に送出する。これにより，Ｙ軸の出力信号分布が得られる。次いで，Ｘ軸スキャナ１１を作用させて，上記のような発振系は、そのＸ軸ループコイル群を次々と切り替えながら順次形成し，その個々の発振系毎に電圧増幅器１３の出力を利用回路１５に順次測定記憶していく。これにより，Ｘ軸出力信号分布が得られる。利用回路１５は，これらの各側出力分布結果から位置指示器２のＸ軸及びＹ軸の指示位置を演算して決定している。
【０００６】
特願平４ー３２８４７２号の指示座標値の演算は，ループコイルの順位とその電圧レベルの分布が二次関数に近似できることを前提にしている。これに対して特願平７ー７２７７号は，位置信号が二次関数と大きくずれた場合にも所定の位置検出精度を確保するためのものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述の如き従来の構成は、いずれもスキャナを用いてループコイル群を順次切り替えてコイル電圧を電圧増幅器に取り込み電圧分布を求める方式のため，スキャンニングのための時間を必要とする。すなわち電圧増幅器１３の出力を利用回路４０に順次測定記憶していくためには，電圧増幅器のアナログ出力をＡＤ変換器（アナログ・デジタル変換器）でデジタル値に変換してメモリに入れる等の手段が必要であり，そのための変換時間とスキャナ自身の切り替えに要する時間との合計であるスキャンニング時間が，各ループコイル毎に必要になるので，特に大形のデジタイザになるほど全体のスキャンニング時間は長くなり，位置データの取り込みに時間を要することになる。
【０００８】
一般的なデジタイザの用途の場合，すなわち位置指示器を手動で操作しながらタブレット上の図面の位置情報をコンピュータに取り込むような用途では，このスキャンニング時間は一般にあまり大きな問題にならないが，特に高速応答を要求されるや，あるいはこの種のデジタイザの原理を利用して，例えば平面上を移動する移動体に位置指示器のコイルを取り付け，移動体の位置を検出する用途に転用しようとすると，このスキャンニング時間で位置検出の時間間隔が制限されることになる。したがって高速移動する物体の位置検出を高速応答で行うためには，このスキャンニング時間の短縮が大きな課題となる。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するために本発明は，位置に関連して配設された複数のループコイルの各々に検出電圧を求めるための増幅検波信号変換手段すなわち電圧増幅器と検波器ならびにＡＤ変換器を直接接続して，並列に変換処理を行うものである。
【００１０】
上述のＡＤ変換部を，ＤＡ変換器（デジタル・アナログ変換器）を用いた鋸歯状波発生回路とコンパレータ（比較器）によって構成したものである。
【００１１】
【実施例】
以下図面によって本発明の実施例を説明する。図１は本発明の第１実施例を示すブロック図である。タブレット１のＸ方向にはループコイルＸ１，Ｘ２，・・・，Ｘｎが，タブレットのＹ方向にはループコイルＹ１，Ｙ２，・・・，Ｙｍがそれぞれ位置に関連して順次配設されている。各Ｘ側ループコイル群はＸ方向の位置決定のために設けられており，各Ｙ側ループコイルはＹ方向の位置決定のために設けられている。各ループコイルには電圧増幅器１３と電圧増幅器の高周波出力電圧を直流で夏に変換するためのＡＭ検波器（振幅検波器）１６ならびにその直流電圧をデジタル値に変換するためのＡＤ変換器１７がそれぞれ接続されている。
【００１２】
従来の技術の説明では，タブレット周辺に設けられた導体ループと，Ｘ側ループコイル並びに位置指示器で発振系を構成した場合について説明したが，図１の位置指示器３のように，位置指示器３そのものに発振回路３２を組み込んで，その出力で位置指示器のコイル３１を励磁してもよい。移動体の位置検出を行う場合等は，移動体内に発振回路を構成する方が便利なことも多い。
【００１３】
ＡＤ変換器１７の出力は，Ｘ軸スキャナ１１，Ｙ軸スキャナ１２を介して利用回路１８に取り込まれる。従来のＡＤ変換しながらスキャンする方法と比較すると，ＡＤ変換は既に並列に処理された後なのでスキャンニング時間は格段に短い。利用回路１８はこれらの各側出力分布結果から位置指示器３のＸ軸及びＹ軸の指示位置を演算して決定する。利用回路１８は，マイクロコンピュータを用いて構成できる。またＸ軸スキャナ１１とＹ軸スキャナ１２を利用回路１８のマイコンに含めて構成することもできる。
【００１４】
図２は本発明の第２実施例を示すブロック図である。ＡＭ検波器１６の出力はコンパレータ１９に接続されている。コンパレータのレファレンス電圧Ｖrefとして，マイクロコンピュータ２０とＤＡ変換器２２を用いて鋸歯状波電圧２３を発生させて全コンパレータに同時に供給している。すなわちコンパレータの出力をマイクロコンピュータで監視することにより，出力電圧の大きな順番にコンパレータ出力が生ずるので，各ループコイルの出力電圧の順位と，そのとき、電圧値のＡＤ変換値の取り込みが同時に行われる。第１の実施例に比較して，ＡＤ変換器の数が減らせるので経済的であり，かつ出力電圧の大きさの順番もＡＤ変換しながら同時に分かるので全体の変換時間はさらに少なくできる。このようにして取り込まれた値から，位置指示器３のＸ軸及びＹ軸の指示位置をマイクロコンピュータ２０で演算して決定する。
【００１５】
【発明の効果】
本発明に成る高速デジタイザは，位置検出用のループコイル群の検出電圧を，順次スキャンすること無しに直接増幅，検波，ＡＤ変換して取り込み，位置指示器の指示位置座標を求めるようにしたので，スキャンニング時間を低減した高速デジタイザを実現できる。
【００１６】
また位置検出用のループコイル群の検出電圧を，順次スキャンすること無しに直接増幅，検波した出力を，ＤＡ変換器を用いた鋸歯状波をレファレンス電圧としたコンパレータを用いて出力電圧の順番とＡＤ変換値を取り込み，位置指示器の指示位置座標を求めるようにしたので，スキャンニング時間をさらに低減した高速デジタイザを経済的に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に成る例の第１の実施例のブロック図である。
【図２】本発明に成る例の第２の実施例のブロック図である。
【図３】従来のデジタイザの一例を説明するブロック図である。
【符号の説明】
１・・・タブレット，２・・・位置指示器，３・・・発振回路を内蔵した位置指示器，
１１・・・Ｘ軸スキャナ，１２・・・Ｙ軸スキャナ，１３・・・電圧増幅器，１４・・・電流増幅器，１５・・・利用回路，１６・・・ＡＭ検波器，１７・・・ＡＤ変換器，１８・・・利用回路，１９・・・コンパレータ，２０・・・マイクロコンピュータ，２２・・・ＤＡ変換器，２３・・・鋸歯状波電圧
３１・・・位置指示器のコイル，３２・・・発振回路
Ｘ１，Ｘ２，・・・Ｘ軸ループコイル，Ｙ１，Ｙ２，・・・Ｙ軸ループコイル
Claims (2)
- 複数のループコイルが位置に関連して配置されたタブレットと，このタブレットの各ループコイルに所定の信号を生成させる少なくともコイルを有した位置指示器とからなるデジタイザにおいて，ループコイルの各々に検出電圧を求めるための増幅検波信号変換手段を直接接続して並列に変換処理を行った後に，その結果で選択手段を介して位置決定手段に取り込み位置指示器のタブレット上の指示位置を決定するように構成したデジタイザ。
- 請求項１のデジタイザにおいて，ループコイルの各々に検出電圧を求めるための増幅検波信号変換手段を，ＤＡ変換器（デジタル・アナログ変換器）を用いた鋸歯状波発生回路とコンパレータ（比較器）によって構成したことを特徴とするデジタイザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24791898A JP4140020B2 (ja) | 1998-09-02 | 1998-09-02 | 高速デジタイザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24791898A JP4140020B2 (ja) | 1998-09-02 | 1998-09-02 | 高速デジタイザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000076000A JP2000076000A (ja) | 2000-03-14 |
| JP4140020B2 true JP4140020B2 (ja) | 2008-08-27 |
Family
ID=17170502
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24791898A Expired - Fee Related JP4140020B2 (ja) | 1998-09-02 | 1998-09-02 | 高速デジタイザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4140020B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006244002A (ja) | 2005-03-02 | 2006-09-14 | Sony Corp | コンテンツ再生装置およびコンテンツ再生方法 |
| US8145034B2 (en) | 2005-03-02 | 2012-03-27 | Sony Corporation | Contents replay apparatus and contents replay method |
-
1998
- 1998-09-02 JP JP24791898A patent/JP4140020B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000076000A (ja) | 2000-03-14 |
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