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    公开号:WO1992009029A1
    申请号:PCT/JP1991/001561
    申请日:1991-11-14
    公开日:1992-05-29
    发明作者:Yosuke Kanno
    申请人:Seiko Instruments Inc.；
    IPC主号:G06F3-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書 座標読み取り装置 技術分野
    [0002] 本発明は、 コ ンピュータ等の外部装置へ座標入力を行う座標読み 取り装置に関し、 特に座標読み取り装置本体と座標指示器との間を 信号線で接続する必要のなぃコー ド レス座標読み取り装置に関する ものである。 背景技術
    [0003] 従来、 座標読み取り部に敷設された励磁線群と検出線群との電磁 結合を座標指示器に設けられたコ ィルと第 1 のコ ンデンサによる共 振回路によつて仲介する座檁読み取り装置において座標指示器に備 えられたスィ ツチの状態を検出するためには、 スィ ツチのオン/ォ フによって第 2 のコ ンデンサを該共振回路に並列に接続ノ遮断し共 振回路の共振周波数を変化させるこ とによって検出線群に得られる 誘導信号の位相を変化させ、 位相の変化量からス ィ ツチ状態を判定 するよう にした方法がある。
    [0004] たとえば、 スィ ツチをオンすることによって共振回路に第 2 のコ ンデンサを並列に接続するようにした場合、 共振回路の共振周波数 は低い方向に変化し、 これにともなって誘導信号の位相は遅れる方 向に変化する。 このこ とから、 励磁信号の位相に対する誘導信号の 位相の遅れを検出し、 この遅れ量を一定のしきい値と比較してス ィ ッチ状態を判定するよう にしていた。
    [0005] また、 座標指示器に備えられたスィ ツチ等の押下圧力を検出する ために、 押下圧力を共振回路に並列に接続された感圧抵抗素子に伝 達し共振回路の共振周波数を変化させるこ とによって検出線群に得 られる誘導信号の位相を変化させ、 位相の変化量から押下圧力を求 めるようにした方法が知られていた。
    [0006] たとえば、 スィ ツチの押下圧力の增加にしたがって感圧抵抗素子 の抵抗値が減少するようになした場合、 共振回路の共振周波数は次 第に低い方向に変化し、 これにともなつて誘導信号の位相は次第に 遅れる方向に変化する。 このことから、 励磁信号の位栢に対する誘 導信号の位相の遅れを検出し、 この遅れ量を一定の基準と比較して 押下動作の有無を判定し、 さらに押下圧力に換算するようにしてい た。
    [0007] ところで、 一般にこの種の座標読み取り装置においては、 座標読 み取り部の下方に金属板等の電磁遮蔽部材を置き、 外部からの不要 なノ イ ズ等を遮断するようになすことが多い。
    [0008] しかるにこの場合、 座標指示器と電磁遮蔽部材との距離が変化す るこ とによつて座標指示器の共振回路を構成するコ イ ルのィ ンダク タ ンスが変化するため、 共振回路の共振周波数が変化し結果として 誘導信号の位相に影響を及ぼす。 たとえば、 座標指示器が座標読み 取り部から離れる方向に移動した場合、 コ イ ルのイ ンダクタ ンスが 増加するため共振回路の共振周波数が低く なり誘導信号の位相はよ り遅れる方向に変化する。
    [0009] このため従来の技術においては、 座標指示器が座標読み取り部か ら離れる方向に移動した場合に誘導信号の位相の遅れ量がスィ ツ チ 状態判定または押下動作判定のためのしきい値を越えスィ ツチがォ ン状態にある、 または押下動作があつたと誤判定してしまう恐れが めった o
    [0010] スィ ツチ状態を判定するものにおいては、 誤判定を避けるために は座標指示器の移動により発生する誘導信号の位相の遅れ量に対し て十分に大きな値をスィ ッチ状態判定のしきい値としなければなら ずスィ ツチ状態判定に有効な位相範囲が小さ ぐなり、 たとえば複数 のスィ ツチを備えこれらの状態を判別するために複数のしきい値を 設定しよう とした場合にしきい値間の余裕がな く なり、 使用環境 - 経時変化 · 固体差等による位相のばらつきを吸収できないという問 題があった。
    [0011] またスィ ツチの押下状態を判定する ものにおいては、 押下動作判 定の基準値を大き く すると、 ス ィ ッチの押下圧力が比較的小さい場 合に位相の遅れ量が判定基準を越える こ とができず押下動作を判定 できないという問題があった。
    [0012] 発明の開示
    [0013] 上記課題を解決するために本発明の第 1 の発明では、 複数の励磁 線群と複数の検出線群とを重ねて敷設した座標読み取り部と、 コィ ルと第 1 のコ ンデンサとにより構成される共振回路を有し、 少な く ともス ィ ツチと第 2 のコ ンデンサからなる直列回路を該共振回路に 1 回路あるいは複数回路並列に接続してなる座標指示器と、 励磁線 群を順次選択する第 1 の選択回路と、 検出線群を順次選択する第 2 の選択回路と、 第 1 の選択回路に接続され座標指示器の兵振回路の 共振周波数近傍の周波数の励磁信号を励磁線群に与える励磁回路と、 第 2 の選択回路に接続され検出線群に誘導した誘導信号の振幅を検 出する振幅検出回路と、 励磁信号に対する誘導信号の位相を検出す る位相検出回路と、 振幅検出回路の出力を記憶する振幅記憶手段と、 位相検出回路の出力を記憶する位相記憶手段と、 振幅検出回路の出 力と振幅記億手段に記憶された情報との差分とおよび位相検出回路 の出力と位相記憶手段に記憶された情報との差分とから座標指示器
    [0014] ^
    [0015] におけるス ィ ッチの状態を判定する制御回路とを設けた。
    [0016] また第 2 の発明では、 前記第 1 の発明における前記座標指示器を コ イ ルとコ ンデンサとにより構成される共振回路を有し押下圧力を 抵抗値に変換する感圧抵抗素子を共振回路に並列に接続してなる座 標指示器とし、 前記制御回路を振幅検出回路の出力と振幅記億手段 に記億された情報との差分および位相検出回路の出力と位相記憶手 段に記憶された情報との差分とから座標指示器における押下動作を 判定する制御回路とした。 図面の簡単な説明
    [0017] 第 1図ないし第 1 1図は第 1 の発明にかかわる図面であつて、 第 1図は座標読み取り装置の構成説明図、 第 2図は座標読み取り部の 断面図、 第 3図は第 1 の実施例の座標指示器の回路図、 第 4図は第 2 の実施例の座標指示器の回路図、 第 5図は第 3 の実施例の座標指 示器の回路図、 第 6図は励磁回路の構成説明図、 第 7図は選択回路 の構成説明図、 第 8図は振幅検出回路の構成説明図、 第 9図は位相 検出回路の構成説明図、 第 1 0図はスィ ツチ押下時の誘導信号の振 幅および位相の説明図、 第 1 1図は座標指示器の距離に対する誘導 信号の振幅および位相の説明図である。
    [0018] また第 1 2図ないし第 1 5図は第 2の発明にかかわる図面であつ て、 第 1 2図は座標読み取り装置の構成図、 第 1 3図は座標指示器 の回路図、 第 1 4図はスタ イ ラ スペンの構造図、 第 1 5図はカーソ ルの構造図である。 発明を実施するための最良の形態
    [0019] 以下第 1 の発明による第 1 の実施例を第 1図に基づき説明する。 第 1図に、 本発明による座標読み取り装置の構成説明図を示す。 図 において、 1 ば励磁線群、 2 は検出線群、 3 は座標読み取り部であ り、 励磁線群 1 と検出線群 2 は各々が等間隔でかつお互いが直交す るように配置され座標読み取り部 3を構成している。 4 は後述する 共振回路を有する座標指示器である。 5 は励磁回路であり、 励磁信 号 1 0 1を励磁線群 1 に供袷する。 6 は励磁線群 1 を順次選択する 第 1 の選択回路、 7 は検出線群 2を順次選択する第 2 の選択回路で ある。 8 は検出線群に発生する誘導信号 1 0 4 の振幅を検出する振 幅検出回路、 9 は誘導信号 1 0 4 の位相を検出する位相検出回路で ある。 1 0 は振幅検出回路 8 の出力 1 0 5を記億する振幅記憶手段、 1 1 は位相検出回路 9 の出力 1 0 6を記憶する位相記憶手段であり、 各々 R A M (ラ ンダムアクセスメ モ リ ） によって構成される。 1 2 は制御回路であり、 マイ ク 口プロセ ッサによって構成される。
    [0020] 第 2図に、 座標読み取り部 3 の断面図を示す。 図において、 励磁 線群 1 と検出線群 2 は各々回路基板 3 1 の両面に敷設され、 回路基 板 3 1 の下方にはスぺーサ 3 2を介して電磁遮蔽部材 3 3が配置さ れている。
    [0021] 第 3図に、 第 1 の実施例の座標指示器 4が有する回路を示す。 図 において、 4 0 はコ イ ル、 4 1 は第 1 のコ ンデンサであり、 L C共 振回路を構成する。 4 2 はスィ ッチ、 4 3 は第 2 のコ ンデンサであ り、 これらは直列に接続され、 さらに前記 L C共振回路に並列に接 続される。
    [0022] 第 6図に励磁回路 5 の構成説明図を示す。 図において、 5 0 は波 形整形回路、 5 1 は増幅回路である。 波形整形回路 5 0 は制御回路 1 2から入力した矩形波状の励磁ク ロ ック 1 0 0を波.形整形して正 弦波に変換し、 増幅回路 4 1 はこれを増幅して励磁信号 1 0 1 を出 力する。
    [0023] 第 7図に第 1 の選択回路 6 の構成説明図を示す。 図において、 6 0 はデコーダ、 6 1 はスィ ツチ素子群である。 デコーダ 6 0 は制御 回路 1 2から入力した第 1 の選択信号 1 0 2 にしたがってスィ ツチ 素子群 6 1 の各スィ ツチ素子 6 1 a 〜 6 1 nのう ちいずれかひとつ をオンする。 これによつて励磁線群 1 の各励磁線 1 a 〜 1 nのう ち オ ンしたスィ 'ンチ素子に対応する励磁線に対し励磁回路 5から入力 した励磁信号 1 0 1 が供給される。 第 2の選択回路 7は第 1 の選択回路 6 と同一の構成であり、 詳細 は図示しない。 異なる点は、 第 1の選択回路 6が第 1 の選択信号 1 0 2にしたがって励磁線群 1 を選択し選択した励磁線に対して励磁 信号 1 0 1 を供給するのに対し、 第 2 の選択回路 Ί は第 2 の選択信 号 1 0 3 にしたがって検出線群 2を選択し選択した検出線に発生す る誘導信号 1 0 4を出力する点である。
    [0024] 第 8図に振幅検出回路 8 の構成説明図を示す。 図において、 8 0 は増幅回路、 8 1 は検波回路、 8 2 は平滑回路、 8 3 は A / D変換 回路である。 振幅検出回路 8 は誘導信号 1 0 4を増幅回路 8 0、 検 波回路 8 1 、 平滑回路 8 2、 A / D変換回路 8 3 の順に介すること によつて誘導信号 1 0 の振幅をデジタル化した信号 1 0 5を出力 する。
    [0025] 第 9図に位相検出回路 9 の構成説明図を示す。 図において、 9 Q は増幅回路、 9 1 はコ ンパレータ、 9 2 は排他的論理和素子、 9 3 は抵抗素子、 9 4 はコ ンデンサ、 9 5 は A / D変換回路である。 誘 導信号 1 0 4は増幅回路 9 0によつて増幅されコ ンパレータ 9 1 に よって矩形波に変換された後、 排他的論理和素子 9 2 の一方の入力 に接繞される。 排他的論理和素子 9 2 の他方の入力には励磁ク口 ソ ク 1 0 0が接続されており、 排他的論理和素子 9 2 は励磁クロ ック 1 0 0に対する誘導信号 1 0 4の位相差をパルス幅で表したパルス 信号を出力する。 抵抗素子 9 3 とコ ンデンサ 9 は積分回路をなし、 排他的論理和素子 9 2 の出力を積分する こ とによつて前記位相差を 電圧で表した電圧信号に変換する。 A / D変換回路 9 5 は前記電圧 信号をデジタル化した信号 1 0 6を出力する。
    [0026] なお、 振幅検出回路 8および位相検出回路 9 の構成については本 発明の本質ではな く 、 誘導信号 1 0 4の振幅および励磁信号 1 0 1 に対する誘導信号 1 0 4 の位相差を制御回路 1 2が処理し得る信号 に変換することができればよい。 したがって本実施例に限定される ものではな く種々の構成が考えられる。
    [0027] 以下本実施例の動作について説明する。 第 1図において、 制御回 路 1 2 は励磁ク ロ ック 1 0 0を励磁回路 5 に出力すると同時に、 第 1 の選択回路 6が励磁線群 1 の各励磁線を順次選択するように第 1 の選択信号 1 0 2 を出力する。 これによつて選択された励磁線に対 して励磁信号 1 G 1 が順次供給され励磁線は交流磁界を発生する。 一方、 制御回路 1 2 は任意の 1励磁線を選択中に第 2 の選択回路 7 が検出線群 2 の各検出線を順次選択するよ う に第 2 の選択信号 1 0 3を出力する。 これによつて選択された検出線が振幅検出回路 8お よび位相検出回路 9 に接続される。 制御回路 1 2 は以上の動作を繰 り返し行う。 この動作を 「走査」 と呼ぶこ とにする。 なお、 走査の 順序については上記例に限られたものではな く 、 たとえば任意の 1 検出線を選択している間に励磁線を順次選択しこれを繰り返しなす よう にしてもよい。
    [0028] こ こで座標指示器 4が座標読み取り部 3上にない場合は、 励磁線 群 1 と検出線群 2 とが直交しているため励磁線群 1 に発生する交流 磁界によって検出線群 2 に誘導電流が発生することはない。 一方、 座標指示器 4が座標読み取り部 3上にある場合は、 上記走査におい て座標指示器 4の近傍の励磁線および検出線が選択されたときに、 該励磁線と座標指示器 4内のコ イ ル 4 0 との間およびコ イ ル 4 0 と 該検出線との間に電磁結合を生じ該検出線に誘導電流が発生し、 第 2 の選択回路 7 を介して誘導信号 1 0 4 と して出力される。
    [0029] 電磁結合の度合いは該励磁線および該検出線と座標指示器 4 との 距離と相関があり、 座標指示器 4の位置によつて該誘導電流の大き さは変化する。 このこ とから、 制御回路 1 2 において座標指示器 4 の位置する周辺の励磁線および検出線を走査したときの誘導信号 1 0 4 の振幅を振幅検出回路 8を介して順次入力するこ とにより座標 指示器 4 の位置を示す座標値を算出するこ とができる。 座標算出の 方法は本発明の主旨ではないので詳細は省略する。
    [0030] 次に、 本発明の主旨である座標指示器 4に備えられたスィ ツチ状 態の判定について説明する。
    [0031] 第 3図に示した座標指示器 4の共振回路において、 スィ ツチがォ フ状態の場合に共振周波数は励磁信号 1 0 1 の励磁周波数に対して わずかに高く なるように設定されている ものとする。 こ こでスィ ッ チがォンすると、 共振回路に第 2 のコ ンデンサ 4 3が並列に接続さ れるため、 兵振周波数は低い方向すなわち励磁周波数に近づく方向 に変化する。 この結果、 前述した走査によつて得られる誘導信号 1 0 4において座標指示器 4のスィ ツチがオン状態の場合はォフ状態 の場合に比してその振幅は大き く なる方向に変化し、 その位相は遅 れる方向に変化する。 これらの変化の様子を第 1 0図によってさら に説明する。
    [0032] 第 1 0図において、 横軸は座標指示器 4 の共振周波数 f r e S 、 縦軸は誘導信号 1 0 4 の振幅 Vおよび位相 Φを示す。 また ί d r V は励磁信号 1 0 1 の励磁周波数を示す。 第 1 0図に示されるように、 振幅 Vは共振周波数 f r e sが励磁周波数 ί d r Vに一致したとき 最も大き く励磁周波数 ί d r vからずれるにしたがって小さ く なり、 一方、 位相 Φ は共振周波数 f r e sが低く なるにしたがって単調的 に遅れる という特性がある。 ここで、 スィ ッチがオフ状態の場合の 共振周波数 i r e sが励磁周波数 f d r Vより もわずかに高い f a に設定されている ものとする と、 このときの振幅 Vは V a 、 位相 Φ は ø aである。 これに対して、 スィ ツチがオンし第 2 のコ ンデンサ 4 3が接続されることによって共振周波数 f r e Sが低い方向すな わち胁磁周波数 ί d r Vに近づく方向に変化し f bに移行したとす ると、 振幅 Vは V b、 位相 ø は ø bになる。 すなわち第 1 0図から スイ ツチがォン状態に移行することによつて振幅 Vは V a から V b に大き く なる方向に変化し、 位相 Φ は Φ aから ø bに遅れる方向に 変化することがわかる。
    [0033] ところが、 第 2図に示したように座標読み取り部 3 の下方に金属 板等の電磁遮蔽部材 3 3を有する場合、 座標指示器 4が座標読み取 り部 3から離れる方向に移動して座標指示器 4内のコ イ ル 4 0 と電 磁遮蔽部材 3 3 との距離か大き く なると、 コイル 4 0 のイ ンダクタ ンスが増加するため座標指示器 4の共振回路の共振周波数が低く な り、 スィ ツチがオ ンした場合と同様に誘導信号 1 0 4の位相が遅れ る方向に変化する。 このため、 位相の変化のみからスィ ツチの状態 を判定するこ とはできない。 しかるに、 この場合誘導信号 1 0 4の 振幅に着目すると、 座標指示器 4 と座標読み取り部 3 との距離が大 き く なることによつて励磁線群 1 と座標指示器 4内のコ イ ル 4 0 と の間およびコィ ル 4 0 と検出線群 2 との間の電磁結合度が小さ く な るため誘導信号 1 0 4の振幅は小さ く なる方向に変化する。 これら の様子について第 1 1図によって説明を加える。
    [0034] 第 1 1図において、 横軸は座標指示器 4 と座標読み取り部 3 との 距離 hを示し、 縦軸は誘導信号 1 0 4の振幅 Vおよび位相 øを示す。 第 1 1 図では、 距離 hが大き く なるにしたがって振幅 Vは次第に小 さ く なり、 位相 ø は次第に遅れる方向に変化するという特性を示し ている。 こ こで、 座標指示器 4が距離 h aから距離 h c に移動した 場合、 すなわち座標読み取り部 3 に対して離れる方向に変化した場 合を考えると、 振幅 Vは V aから V c に小さ く なる方向に変化し、 位相 ø は ø aから ø c に遅れる方向に変化することがわかる。
    [0035] 以上、 第 1 0図と第 1 1 図に説明したよう に座標指示器 4 のスィ ツチがオンした場合と座標読み取り部 3から離れる方向へ移動した 場合とにおいて、 誘導信号 1 0 4の位相の変化は同様であるのに対 して振幅の変化は反対になる。 したがって、 本発明においてはこの こ とに着目し、 位相の変化のみからではな く位相の変化の方向と振 幅の変化の方向とからスィ ツチの状態を判定するようになすもので ある。
    [0036] スイ ツチ状態の判定について第 1図に戻り説明を加える。 第 1図 において制御回路 1 2 は前述したように座標指示器 4 の示す座標値 を算出するためにその周辺の励磁線群 1 および検出線群 2を走査し 誘導信号 1 0 4 の振幅を振幅検出回路 8を介して順次入力している。 ここでスィ ツチ状態の判定のために、 これと並列的に位相検出回路 9を介して誘導信号 1 0 4の位相を入力し上記走査において座標指 示器 4 と特定の位置関係にある励磁線および検出線が選択されたと きに得られる振幅と位相について各々の変化を検出する。 位相につ いては、 座標指示器 4の周辺を走査し誘導信号 1 0 4が発生してい るときであれば検出可能であるが、 S を考慮すれば誘導信号 1 0 4の振幅が最も大きいとき、 すなわち座標指示器 4 と最も近い励 磁線および検出線が選択されたときが好ま しい。 したがって、 制御 回路 1 2 は励磁線群 1 および検出線群 2を繰り返し走査しながら、 1 回の走査中で誘導信号 1 0 4の振幅すなわち振幅検出回路 8の出 力 1 0 5が最大のとき、 該出力 1 ひ 5を振幅記憶手段 1 0へまた同 時に得られる誘導信号 1 0 4の位相すなわち位枏検出回路 9 の出力 1 0 6 と位相記憶手段 1 1 へ各々格納しておき、 次回の走査におい て同条件で得られる出力 1 0 5および出力 1 0 6 と各々大小比較す ることによつて誘導信号 1 0 4の振幅および位相の変化の方向を得 る。 また比較の後はさらに次回の走査での比較のために出力 1 0 5 および出力 1 0 6を同様に振幅記憶手段 1 0および位相記憶手段 1 1 に格納しておく 。 制御回路 1 2 は以上の処理を繰り返し行う こと によって 1走查毎に誘導信号 1 0 4の振幅および位相の変化の方向 を逐次検出し、 前述したように位相が遅れる方向に変化し、 かつ振 幅が大き く なる方向に変化したとき各々の変化量が一定のしきい値 を越えた場合にスィ ッチがオンしたものと判定している。 また、 ス ィ ツチのオン状態判定後、 誘導信号 1 0 4 の位相が上記スィ ツチォ ン判定時の値を下回った場合にスィ ツチオフ状態に戻ったものと判 定している。
    [0037] 第 4図に、 第 2 の実施例における座標指示器 4 の回路を示す。 第 3図に示すよう に第 1 の実施例がひとつのスィ 'ンチを有する座標指 示器の例であったのに対し、 本実施例はスィ ツチを 2 つにした場合 を示している。 第 4図において、 4 0 はコ イ ル、 4 1 は第 1 のコ ン デンサであり 、 第 3図と同様に L C共振回路を構成する。 4 2 a · 4 2 b はスィ ツチ、 4 3 a · 4 3 b は第 2 のコ ンデンサであり、 ス ィ ツチ 4 2 a とコ ンデンサ 4 3 a およびスィ ツチ 4 2 b とコ ンデン サ 4 3 b は各々直列に接続され、 さ らに前記 L C共振回路に並列に 接続される。 すなわち、 スィ ッチ 4 2 a をオ ンした場合コ ンデンサ 4 3 a 力 、 またスィ ツチ 4 2 bをオ ンした場合コ ンデンサ 4 3 b力く 共振回路に並列に接続される こ とになる。 こ こでコ ンデンサ 4 3 a とコ ンデンサ 4 3 b の容量を異なった値に設定する こ とにより、 ス ィ ツチ 4 2 a とスィ ツチ 4 2 bが各々オ ンした場合の誘導信号の位 相の変化量を異ならせる こ とができる。 したがってこの場合、 制御 回路 1 2 において位相の変化量に対して 2 つのしきい値を設定する こ とにより スィ ツチ 4 2 a とスィ ツチ 4 2 b のどちらがオ ンしたか を判定する こ とができる。 同様にして、 さ らに複数のスィ ツ チとコ ンデンサの直列回路を L C共振回路に並列に接続し複数のしきい値 を設定する こ とによって、 複数のスィ ツチの状態を判定でき る とい う こ とは言う までもない。
    [0038] 第 5図に、 第 3 の実施例における座標指示器 4 の回路を示す。 本 実施例はスィ ツチを 2 つにした場合の他の実施例を示している。 第
    [0039] ■ .
    [0040] 5図において、 4 0 はコ イ ル、 4 1 は第 1 のコ ンデンサであり、 第 3図と同様に L C共振回路を構成する。 4 2 a · 4 2 b はスィ ツ チ、 4 3 は第 2 のコ ンデンサ、 4 4 a · 4 4 b は抵抗素子であり、 スィ ツチ 4 2 a と抵抗素子 4 4 aおよびスィ ツチ 4' 2 b と抵抗素子 4 4 bは各々直列に接鐃されスィ ツチサブ回路をなす。 各スィ ツチサブ 回路ば並列に接続され、 かつ一端に第 2 のコ ンデンサ 4 3が直列に 接続され、 さ らに前記 L C共振回路に並列に接続される。 すなわち、 スィ ツチ 4 2 aをオンした場合抵抗素子 4 4 a とコ ンデンサ 4 3 に よる直列回路が、 またスィ ツチ 4 2 bをオンした場合抵抗素子 4 4 b とコ ンデンサ 4 3 による直列回路が、 各々共振回路に並列に接続 される こ とになる。 ここで抵抗素子 4 4 a と抵抗素子 4 4 b の抵抗 値を異なった値に設定することにより、 スィ ツチ 4 2 a とスィ ツチ 4 2 bが各々オ ンした場合の誘導信号の位相の変化量を異ならせる ことができる。 第 2の実施例ではオンするスィ ツチにしたがって容 量の異なる複数のコ ンデンサを共振回路に並列接続し位相の変化量 を異ならせているのに対し、 本実施例では抵抗値の異なる抵抗素子 を共通な第 2 のコ ンデンザに直列接続しこれを共振回路に並列接続 して位相の変化量を異ならせている。 一般に、 抵抗素子はコ ンデン サに比較して高精度で有効桁数の多いものが容易に入手可能である こ とから、 本実施例は位相の変化量を設定しやすいという利点があ る。 この場合も第 2の実施例と同様にしてスィ ツチ 4 2 a とスィ ッ チ 4 2 bのどちらがオンしたかを判定することができる。 また、 前 記スィ ツチサブ回路をさ らに複数並列に接繞するこ とによって、 さ らに複数のスイ ツチの状態を判定することができる。
    [0041] 次に、 第 2の発明による実施例を第 1 2図の構成図に基づき説明 する。 図において、 制御回路 1 3 と座標指示器 1 4 とが第 1 の発明 とは異なるものであり、 その他の構成は第 1の発明による実施例と 同様である。
    [0042] 第 1 3図に、 座標指示器 1 4が有する回路を示す。 図において、 1 4 0 はコイル、 1 4 1 はコ ンデンサであり、 L C共振回路を構成 する。 1 4 2 は感圧抵抗素子であり、 前記し C共振回路に並列に接 続される。 第 1 4図および第 1 5図に、 座標指示器 1 4 の一具体例としてス タイ ラスペンおよびカーソルの構造図を示す。
    [0043] 第 1 4図において、 4 0 0 はケース、 4 0 1 は回路基板である。 ケース 4 0 0 にはコ イ ル 1 4 0および回路基板 4 0 1 が固定されて いる。 回路基板 4 0 1 にはコ ンデンサ 1 4 1 が配置され、 コ ィ ノレ 1 4 0 と感圧抵抗素子 1 4 2が第 1 3図に示した L C共振回路をなす ように接続されている （本図において配線は省略する） 。 4 0 2 は スタイ ラス芯、 4 0 3 はチャ ッ ク、 4 0 4 はコ イ ノレバネである。 ス タイ ラス芯 4 0 2 はチャ ッ ク 4 0 3 に画定されており、 かつスタイ ラス芯 4 0 2 とチャ ッ ク 4 0 3 はケース 4 0 0 に対して可動となし ている。 ただし、 チャ ッ ク 4 0 3 はコ イ ノレバネ 4 0 4 によって感圧 抵抗素子 1 4 2 に対して逆方向に支えられている。 したがってス夕 ィ ラスペンによって座標読み取り部 3上を指示した場合 （すなわち 押下動作を行った場合） 、 押下圧力の増加にしたがってスタ イ ラス 芯 4 0 2およびチャ ッ ク 4 0 3を介して感圧抵抗素子 1 4 2が加圧 され押下圧力の減少にしたがってチャ ッ ク 4 0 3およびスタイ ラス 芯 4 0 2がコ イ ルバネ 4 0 4によって押し戻されるため感圧抵抗素 子 1 4 2が減圧される。
    [0044] また第 1 5図において、 4 1 0 はケース、 4 1 1 は回路基板、 4 1 2 はベースである。 ケース 4 1 0 には回路基板 4 1 1 が固定され、 ベース 4 1 2 にはコイ ル 1 4 0が固定されている。 回路基板 4 1 1 にはコ ンデンサ 1 4 1 が配置され、 コ イ ル 1 4 0 と感圧抵抗素子 1 4 2が第 1 3図に示した L C共振回路をなすように接続されている (本図において配線は省略する） 。 4 1 3 は力—ソルボタ ン、 4 1 4 はコ イ ルバネである。 カー ソ ルボタ ン 4 1 3 はケース 4 1 0 に対 して可動となすが、 コィ ルバネ 4 1 4によつて感圧抵抗素子 1 4 2 に対して逆方向に支えられている。 したがってカーソルボタ ン 4 1 3 の押下動作を行った場合、 押下圧力の増加にしたがって感圧抵抗 素子 1 4 2が加圧され押下圧力の減少にしたがってカーソルボタ ン 1 3がコイルバネ 4 1 4によって押し戻されるため感圧抵抗素子 1 2が減圧される。
    [0045] 次に、 本実施例の動作について説明する。 励磁線および検出線を 順次選択する 「走査」 動作については第 1 の発明による実施例と同 様であるので省略し、 本発明の主旨である座標指示器 1 4に備えら れたスィ ツチの押下動作の判定について説明する。
    [0046] 第 1 3図に示した座標指示器 1 4の共振回路において、 スィ ツチ の押下動作がない場合に共振周波数は励磁信号 1 0 1 の励磁周波数 に対してわずかに高く なるように設定されているものとする。 ここ でスィ ッチの押下動作があると、 前述したように押下圧力が感圧抵 抗素子 1 4 2 に伝達され抵抗値が滅少するため、 共振周波数は低い 方向すなわち励磁周波数に近づく方向に変化する。 この結果、 走査 によつて得られる誘導信号 1 0 4 において座標指示器 1 4 のスイ ツ チの押下動作がある場合は押下動作がない場合に比してその振幅は 大き く なる方向に変化しその位相ば遅れる方向に変化する。 これら の変化の様子について再び第 1 0図によってさらに説明を加える。 スイ ツチの押下勖作がない場合の共振周波数 f r e s が励磁周波数 f d r Vより もわずかに高い f a に設定されているものとすると、 このときの振幅 Vば V a、 位相 ø は ø aである。 これに対して、 ス ィ ッチの押下動作があり、 感圧抵抗素子 1 4 2の抵抗値の減少によ つて共振周波数 f r e sが低い方向すなわち励磁周波数 ί d r に 近づく方向に変化し f に移行したとすると、 振幅 Vは V b、 位相 は ø bになる。 すなわち第 1 0図から、 スィ ツチの押下動作によ つて振幅 Vは V a力、ら V bに大き く なる方向に変化し、 位相 Φ t Φ aから 0 bに遅れる方向に変化することがわかる。
    [0047] ところが、 第 2図に示したように座標読み取り部 3の下方に金属 板等の電磁遮蔽部材 3 3を有する場合、 座標指示器 1 4が座標読み 取り部 3から離れる方向に移動した場合、 すなわち座標指示器 1 4 内のコ イ ル 1 4 0 と電磁遮蔽部材 3 3 との距離が大き く なった場合 コ イ ル 1 4 0 のイ ンダクタ ンスが増加するため座標指示器 1 4 の共 振回路の共振周波数が低く なり、 この場合もスィ ッチが押下された ときと同様に誘導信号 1 0 4の位相が遅れる方向に変化する。 この ため、 位相の変化のみからスィ ツチの押下勣作を判定することはで きない。 しかるに、 この場合誘導信号 1 0 4 の振幅に着目すると、 座標指示器 1 4 と座標読み取り部 3 との距離が大き く なるこ とによ つて励磁線群 1 と座標指示器 1 4内のコ イ ル 1 4 0 との間およびコ ィ ル 1 4 0 と検出線群 2 との間の電磁結合度が小さ く なるため誘導 信号 1 0 4の振幅は小さ く なる方向に変化する。 これらの様子につ いて再び第 1 1 図によって説明を加える。 座標指示器 1 4が h a 力、 ら距離 h c に移動した場合すなわち座標読み取り部 3 に対して離れ る方向に変化した場合を考えると、 振幅 Vは V aから V c に小さ く なる方向に変化し、 位相 ø は？ > aから c に遅れる方向に変化する こ と力くね力、る。
    [0048] 以上、 第 1 0図と第 1 1図に説明したように座標指示器 1 4 のス ィ ツチ押下動作と座標読み取り部 3から離れる方向へ移動した場合 とにおいて、 誘導信号 1 0 4 の位相の変化は同様であるのに対して 振幅の変化は反対になる。 したがって、 本発明においてはこのこと に着目し、 位相の変化のみからではな く位相の変化の方向と振幅の 変化の方向とからスィ ッチの押下動作の有無を判定するようになす ものである。
    [0049] スィ ツチの押下動作の判定については第 1 の発明による実施例と 同様である。 制御回路 1 3 は走査しながら、 1 回の走查中で誘導信 号 1 0 4の振幅すなわち振幅検出回路 8 の出力 1 0 5が最大のとき、 該出力 1 0 5を振幅記憶手段 1 0へまた同時に得られる誘導信号 1 0 4 の位相すなわち位相検出回路 9 の出力 1 0 6を位相記憶手段 1 1 へ各々格納しておき、 次回の走査において同条件で得られる出力 1 0 5および出力 1 0 6 と各々大小比較するこ とによ って誘導信号 1 0 の振幅および位相の変化の方向を得る。 また比較の後はさ ら に次回の走査での比較のために出力 1 0 5および出力 1 0 6を同様 に振幅記憶手段 1 0および位相記憶手段 1 1 に格納しておく 。 制御 回路 1 3 は以上の処理を繰り返し行う ことによって 1走査毎に誘導 信号 1 0 4の振幅および位相の変化の方向を逐次検出し、 前述した ように位相が遅れる方向に変化し、 かつ振幅が大き く なる方向に変 化したとき各々の変化量が一定のしきい値を越えた場合にスィ ツ チ の押下動作があったものと判定している。 また、 スィ ツチの押下動 作判定後、 誘導信号 1 0 4 の位相が上記スィ ッチ押下動作判定時の 値を下回つた場合にスィ ツチオフ状態に戻つたものと判定している。
    [0050] なお、 ス ィ ツチ押下状態での押下圧力を求めるためには、 たとえ ば押下動作を判定した時点の誘導信号 1 0 4の位相を基準値として 位相の変化量を算出しこの変化量から押下圧力に換算することがで きる。 さ らに、 上記しきい値の設定値を変えることによりスィ ツチ 押下動作に対する感度を変化させることができる。 産業上の利用可能性
    [0051] 以上説明したように本発明の第 1 の発明によれば、 座標読み取り 部に敷設された複数の励磁線群と複数の検出線群との電磁結合を座 標指示器に設けられた共振回路によって仲介する座標読み取り装置 において、 座標指示器に備えられたスィ ツチのオ ンノオフによって 第 2 のコ ンデ ンサを共振回路に並列に接続 Z遮断し共振回路の共振 周波数を変化させることによつて検出線群に得られる誘導信号の位 柑および振幅を変化させるようにした。 そして、 この位相および振 幅を各々位相検出 H!路および振幅検出回路により検岀し、 制御回路 によって各々の変化の方向からスイ ツチの状態を判定するようにし た。
    [0052] また第 2 の発明によれば、 座標読み取り部に敷設された複数の励 磁線群と複数の検出線群との電磁結合を座標指示器に設けられた共 振回路によって仲介する座標読み取り装置において、 座標指示器に 備えられたスィ ツチ等の押下圧力を共振回路に並列に接続された感 圧抵抗素子に伝達し共振回路の共振周波数を変化させるこ とによつ て検出線群に得られる誘導信号の位相および振幅を変化させるよう にした。 そ して、 この位相および振幅を各々位相検出回路および振 幅検出回路により検出し、 制御回路によって各々の変化の方向から スィ ツチの押下動作を判定するよう に した。
    [0053] このため、 座標読み取り装置本体と座標指示器との間を信号線で 接続することな く座標指示器に備えられたスィ ッチ状態を判定する こ とのできるコ ー ドレス座標読み取り装置を実現する こ とができた。 特に、 座標読み取り部の下方に金属板等の電磁遮蔽部材を備えた 場合、 座標指示器との距離の変化によって誘導信号の位相が変化し 従来方法ではスィ ッチ状態の判定に不具合を生じていたが本発明に より この不具合を解消する こ とができた。
    [0054] さ らに、 座標指示器の共振回路を構成する各素子ならびに座標読 み取り装置本体の各回路を構成する各素子の温度変化や経時変化さ らに固体差等によってスィ ッチがオ ン状態に移行する ときの誘導信 号の位相にばらつきを生じるため、 従来のように誘導信号の位相に 対して絶対しきい値をスィ ツチ状態判定の基準として設定する場合、 各回路の定数を合わせ込むための調整機構を有し、 このばらつきを 補正していたが、 本発明においてはスィ ツチ状態判定の基準を毎回 のスィ ッチオン動作毎に相対的に設定しこの基準からの変化量を一 定のしきい値と比較しスィ ツチ判定を行うため、 従来の調整機構を 必要とせず、 使用環境や使用年数にかかわらず、 あるいは座標指示 器または座標読み取り装置本体の互換性を失う こ とな く常にスィ ッ チ状態判定が可能なコ一 ドレス座標読み取り装置を実現するこ とが できる。
    权利要求:
    Claims

    請 求 の 範 囲 . 複数の励磁線群と複数の検出線群とを重ねて敷設した座標 み 取り部と、.
    コ イ ルと第 1 のコ ンデンサとにより構成される共振回路を有し 少な く ともスィ ツチと第 2 のコ ンテ ンサからなる直列回路を %%共 振回路に 1 回路あるいは複数回路並列に接続してなる座標指示器 と、
    前記励磁線群を順次選択する第 1 の選択回路と、
    前記検出線群を順次選択する第 2 の選択回路と、
    前記第 1 の選択回路に接続され、 前記座標指示器の共振回路 & 共振周波数近傍の周波数の励磁信号を前記励磁線群に与える励 ¾ 回路と、
    前記第 2 の選択回路に接続され前記検出線群に誘導した誘導信 号の振幅を検出する振幅検出回路と、
    前記励磁信号に対する前記誘導信号の位相を検出する位相検出 回路と、
    前記振幅検出回路の出力を記億する振幅記憶手段と、
    前記位相検出回路の出力を記憶する位相記憶手段と、
    前記振幅検出回路の出力と前記振幅記憶手段に記憶された情報 との差分、 および前記位相検出回路の出力と前記位相手段に記憶 された情報との差分とから前記座標指示器におけるスィ ノチ O状 態を判定する制御回路とを設けた
    ことを特徴とする座標読み取り装置。
    . 前記座標指示器は、 コ イ ルとコ ンデンサとによ り構成される共 振回路を有し、 押下圧力を抵抗値に変換する感圧抵抗素子を該共 振回路に並列に接続してなる座標指示器であつて -、
    前記制御回路は、 前記振幅検出回路の出力と前記振幅記愷手 ¾ に記億された情報との差分、 および前記位相検出回路の出力と前 記位相記憶手段に記憶された情報との差分とから前記座標指示器 における押下動作を判定する制御回路である
    ことを特徴とす請求項 1記載の座標読み取り装置。
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