JPH05298008A - コードレスデジタイザ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コードレスデジタイザにおいて、ループコイ
ルを駆動するための発振器を省略し、装置構成を簡略化
する。 【構成】 位置指示器１の指示位置の測定時には、位置
指示器１を構成するコイル等の電気回路，増幅器及びこ
の増幅器に接続される２つの隣接したループコイルによ
り自己発振系を形成させるようにする。そして上記増幅
器の出力に基づいて位置指示器の指示位置を検出する。
この結果、ループコイルを駆動するための発振器が省略
でき、装置を簡単に構成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、タブレット及びこのタ
ブレットと無線で結合される位置指示器とから構成さ
れ、タブレット上に載置された位置指示器の位置等を検
出するコードレスデジタイザに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種のコードレスデジタイザに
おいては、例えば電磁誘導方式により位置指示器の位置
等を検出する場合、タブレット側に、例えばＸ方向に配
列された発振コイル群と、発信コイル群と直交するＹ方
向に配列された受信コイル群と、発振コイル群に一定の
周波数の電流信号を与える発振器とを備え、発振器から
の電流信号を順次発振コイル群に与えると共に、位置指
示器がタブレット上に載置されている場合に発振コイル
群との電磁結合により受信コイル群側に生じる誘導電圧
を検出することで位置指示器の位置検出を行うようにし
ている。即ち、位置指示器がタブレット上に載置されて
いる場合には、電流供給された発振コイルと位置指示器
とが電磁結合し、この結果受信コイル群側に誘導電圧が
発生する。この受信コイル群に発生した誘導電圧を順次
走査して検出し、電流供給した発信コイルのＸ方向位置
と誘導電圧が生じた受信コイルのＹ方向位置とからタブ
レット上の位置指示器の平面位置を検出するようにして
いる。なお、位置指示器に発振器を備えて、この位置指
示器内のコイルに一定周波数の電流信号を与えて磁界を
発生させ、これによりタブレット側の受信コイル群に生
ずる誘導電圧から上記位置指示器の位置等を検出するこ
ともできる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな電磁誘導方式により位置指示器の位置等を検出する
場合は、タブレット側の発振コイル群から磁界を発生す
る方式、或いは、位置指示器のコイルから磁界を発生す
る方式、のいずれにおいても磁界を発生させるための発
振器を有しており、装置構成が複雑になる欠点があっ
た。

【０００４】

【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、位置指示器を少なくともコイル及び
コンデンサのうちいずれか一方を有した電気回路として
構成すると共に、増幅器と、位置指示器の指示位置の測
定時にはＸ軸，Ｙ軸方向に配設された複数のループコイ
ルのうち同一軸上に配設された２つの隣接するループコ
イルが増幅器を介して接続されるように選択するスイッ
チとをタブレットに設けたものである。

【０００５】

【作用】位置指示器の指示位置の測定時には、位置指示
器の電気回路，増幅器及びこの増幅器に接続される２つ
の隣接したループコイルにより自己発振系が形成され、
上記増幅器の出力に基づいて位置指示器の指示位置が検
出される。

【０００６】

【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図１は、本発明に係るコードレスデジタイザの一実
施例を示すブロック図であり、同図の（ａ）は位置指示
器１の構成を、また同図の（ｂ）はタブレットの構成を
それぞれ示している。

【０００７】図１（ｂ）において、タブレット部２０に
は、グリッド板上に形成されＸ方向に順次配置されて互
いが絶縁されたＸ側ループコイル群ｘ１，ｘ２，ｘ３，
・・・，ｘｎと、このＸ軸ループコイル群とは異なるグ
リッド板上に形成されＹ方向に順次配置されて互いが絶
縁されたＹ側ループコイル群ｙ１，ｙ２，ｙ３，・・
・，ｙｎとが設けられている。そして、Ｘ側ループコイ
ル群の一方の端子はＸ軸スキャナＳＣＮＸ１，ＳＣＮＸ
２に各々接続されていると共に、他方の端子はグランド
に接続されている。また、Ｙ軸ループコイル群の一方の
端子はＹ軸スキャナＳＣＮＹ１，ＳＣＮＹ２に各々接続
されていると共に、他方の端子はグランドに接続されて
いる。

【０００８】ここで、Ｘ軸スキャナＳＣＮＸ２からの出
力には増幅器２１の入力側が接続されており、この増幅
器２１の出力には増幅器２２の入力側が、さらに増幅器
２２の出力はＸ軸スキャナＳＣＮＸ１の入力側に接続さ
れている。また、Ｙ軸スキャナＳＣＮＹ２からの出力に
は増幅器２３の入力側が接続されており、この増幅器２
３の出力には増幅器２４の入力側が、さらに増幅器２４
の出力はＸ軸スキャナＳＣＮＹ１の入力側に接続されて
いる。したがって、この装置において、例えばＸ側ルー
プコイル群の中で隣接したループコイルｘ１，ｘ２をＸ
軸スキャナＳＣＮＸ１，２が或測定タイミングで選択
し、選択されたループコイル上に後述の位置指示器１が
載置されていれば、増幅器２２→Ｘ軸スキャナＳＣＮＸ
１→ループコイルｘ１→位置指示器１→ループコイルｘ
２→Ｘ軸スキャナＳＣＮＸ２→増幅器２１→増幅器２２
からなる自己発振系が形成される。

【０００９】即ち、タブレット部２０に設けられた各ル
ープコイル群の中の隣接する２本のコイルを各増幅器で
接続すると共に、これとコイルやコンデンサ等で構成さ
れる後述の位置指示器１とで自己発振系を構成する。そ
してタブレット上に位置指示器１を近接させると、位置
指示器１を構成するコイル等が周囲の電波信号等により
励振され、これがトリガとなって上記それぞれの構成要
素があたかも発振器を構成するが如くに連続かつ安定に
発振する。この場合各増幅器の出力レベルは、位置指示
器の位置と上記ループコイルとの距離に応じて変化する
ため、位置指示器１の位置を検出することができる。ま
た、このときの発振周波数は、この自己発振系固有の値
をとるため、位置指示器１のコイル或いはコンデンサの
定数を位置指示器１の操作状態に応じて変化させるよう
に定めれば、位置指示器１の操作状態を容易に検出する
ことができる。

【００１０】一方、上記した位置指示器１は、図１
（ａ）に示すように、コイル１０、第１のコンデンサ１
１、第２のコンデンサ１２及びスイッチ１３から構成さ
れている。ここで、第１のコンデンサ１１はタブレット
部２０に対する接触圧に応じてその容量が可変するもの
である。また、第２のコンデンサ１２はスイッチ１３を
介して第１のコンデンサ１１に並列に接続され、スイッ
チ１３のオン・オフ動作（操作情報）を識別するための
ものである。したがって、この位置指示器１を上記のよ
うに構成されたタブレット部２０上に載置すると、位置
指示器１のコイル１０が周囲の雑音電波を拾い、上記し
た自己発振系による発振動作が開始され、この結果位置
指示器１の位置や操作状態がタブレット側で検出され
る。

【００１１】図４は、タブレット部２０の構造を示す図
であり、例えばＸ軸ループコイル群の中のそれぞれルー
プコイルｘｉと隣接するループコイルｘｉ＋１との配置
状況を示している。このように、コイル幅Ｗの中心点に
駆動ループコイルｘｉ（増幅器の出力により駆動される
コイル）を配設して交流電流を印加した場合、位置指示
器１が近傍に存在しないときは、隣接するループコイル
間に生じる磁界が打ち消し合って電磁結合は生じず、し
たがってループコイルｘｉ＋１には電流が誘導されな
い。しかし位置指示器１を近づけると、ループコイルｘ
ｉ＋１には矢印の向きに電流が誘導される。図５は、こ
のような電流ループを有する自己発振系の原理を示す図
である。なお、図中においてＬ０，Ｌｉ，Ｌｉ＋１は各
コイルのインダクタンスを示し、ｃはコンデンサの容量
を示している。

【００１２】次に、図２は、Ｘ軸スキャナＳＣＮＸ１，
２及びＹ軸スキャナＳＣＮＹ１，２における走査状況を
示すタイミングチャートである。このうち、同図の
（ａ）はＸ軸スキャナＳＣＮＸ１，２の走査タイミング
を、また、同図の（ｂ）はＹ軸スキャナＳＣＮＹ１，２
の走査タイミングをそれぞれ示している。図２（ａ）に
示すＸ軸スキャナの走査状況を例にとり説明すると、位
置指示器１の位置等を検出するための測定タイミングを
同図の（ａ−１）のようなタイミングとすれば、タイミ
ングではＸ軸スキャナＳＣＮＸ１内のスイッチｘ１１
が図示しない制御回路からのアドレス信号Ｘ１により閉
成され［図２（ａ−２）］、これと同時にアドレス信号
Ｘ２によりＸ軸スキャナＳＣＮＸ２内のスイッチｘ２２
が閉成される［図２（ａ−７）］。

【００１３】したがって、この場合にはループコイルｘ
１，ｘ２が選択されたことになり、選択されたループコ
イルｘ１の近傍にこのとき位置指示器１が載置されてい
れば、発振状態となる。この結果、増幅器２２から出力
される交流電流は、Ｘ軸スキャナＳＣＮＸ１内のスイッ
チｘ１１を介してループコイルｘ１に流れ、位置指示器
１内のコイル１０から磁界を発生する。この発生した磁
界により各Ｘ側ループコイル群には電圧が誘導される
が、このときループコイルｘ１に隣接したループコイル
ｘ２に誘導された電圧のみがＸ軸スキャナＳＣＮＸ２内
のスイッチｘ２２を介して増幅器２１へ出力され、この
増幅器２１で増幅されたうえ、利用回路２５へ送出され
て測定される。

【００１４】こうして、ループコイルｘ１，ｘ２が選択
され誘導電圧が測定された後は、次の測定タイミング
においてスイッチｘ１２，ｘ２３が閉成されることによ
り、ループコイルｘ２，ｘ３が選択されて同様な誘導電
圧の測定が行われる。このようにして、順次、Ｘ軸ルー
プコイル群のループコイル及びこれに隣接するループコ
イルが選択され、隣接したループコイルに生じる誘導電
圧が測定される。なお、Ｙ軸ループコイル群について
も、図２（ｂ）に示す走査タイミングでループコイル及
びこのループコイルと隣接したループコイルが共に順次
選択され、誘導電圧が測定される。

【００１５】図３は、Ｘ軸ループコイル群から生じる誘
導電圧の測定結果を示すグラフであり、縦軸は誘導電圧
のレベルを、横軸はループコイルの位置（アドレス）を
それぞれ示している。この場合、位置指示器１の位置を
決定するために、各測定点を繋いだ図示するような包絡
線ａを求めると共に、この包絡線ａ上のピーク点に相当
するループコイルの位置から位置指示器１のＸ方向の位
置等を決定する。また、誘導電圧レベルの高い３点Ａ，
Ｂ，Ｃを求め、これら３点のレベル値を演算することに
より位置指示器１のＸ方向の位置を決定することもでき
る。なお、位置指示器１のＹ方向の位置等も同様に決定
する。以上説明したように、このコードレスデジタイザ
は、発振器を用いずに位置指示器１の位置検出を行うこ
とができるため構成が簡略化できる。また、例えばＸ方
向の位置検出後、Ｙ方向の位置を検出することにより位
置指示器の位置を求めることが可能なことから、従来の
ような「Ｘ軸の１つのループコイルを駆動中にＹ軸の全
てのループコイルの誘導電圧をチェックし、これが終了
するとＸ軸の次のコイルを駆動して以下同様なチェック
を順次繰り返す」という方式に比べ誘導電圧の検出時間
が短縮化され、したがって位置指示器１の位置検出が速
やかに行えると共に、位置測定の分解能が向上する。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、位
置指示器の指示位置の測定時には、位置指示器の電気回
路，増幅器及びこの増幅器に接続される２つの隣接した
ループコイルにより自己発振系が形成されると共に、上
記増幅器の出力に基づいて位置指示器の指示位置が検出
されるため、ループコイルを駆動するための発振器が省
略でき、したがって装置構成が簡単になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るコードレスデジタイザの一実施例
を示すブロック図である。

【図２】上記デジタイザの各ループコイル群の走査状況
を示すタイミングチャートである。

【図３】上記各ループコイルに生じる誘導電圧の測定結
果を示すグラフである。

【図４】上記デジタイザの各ループコイルの配置状況を
示す図である。

【図５】上記デジタイザにおける位置指示器の位置等の
検出原理を示す図である。

【符号の説明】

１ 位置指示器 ２ タブレット １０ コイル １１，１２ コンデンサ １３ スイッチ ２０ タブレット部 ＳＣＮＸ１，２ Ｘ軸スキャナ ＳＣＮＹ１，２ Ｙ軸スキャナ ２１〜２４ 増幅器 ２５ 利用回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｘ軸，Ｙ軸方向に配設され相互に絶縁さ
   れた複数のループコイルを備えたタブレット及びこのタ
   ブレットと無線で結合される位置指示器とからなり、前
   記タブレット上に載置された前記位置指示器の指示位置
   を検出するコードレスデジタイザにおいて、 前記位置指示器を少なくともコイル及びコンデンサのう
   ちいずれか一方を有した電気回路として構成すると共
   に、増幅器と、前記位置指示器の指示位置の測定時には
   Ｘ軸，Ｙ軸方向に配設された前記複数のループコイルの
   うち同一軸上に配設された２つの隣接するループコイル
   が前記増幅器を介して接続されるように選択するスイッ
   チとを前記タブレットに設け、前記位置指示器の電気回
   路，前記増幅器及びこの増幅器に接続される前記２つの
   ループコイルにより自己発振系を形成させると共に、前
   記増幅器の出力に基づいて前記位置指示器の指示位置を
   検出するようにしたことを特徴とするコードレスデジタ
   イザ。