专利名称：坐标输入装置及其输入光笔的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种能按照加给输入光笔的笔压使输入座标中座标的大小改变等取得各种信息的座标输入装置及其输入光笔。
在现有的这类座标输入装置中，是在图形输入板的整个输入座标范围内，或者在输入光笔中装设压力传感器来检测加于输入光笔的压力，与此相应地，亦不存在要使座标点的大小变化的想法。
然而，在图形输入板的整个座标输入范围内装设压力传感器时，很难做到整个范围内的压力传感器特性一样，因而很难在上述整个范围内准确地检测加给输入光笔的笔压。并且，在输入光笔中设置压力，传感器时，为了由输入光笔中取出压感信息就必须要用到电缆等，这样就存在着所谓的输入工作中的操作性能不佳的问题。
本发明的第一目的是提供一种不必采用连接输入光笔的电缆等、并能得到使座标点的大小正确地随笔压变化的种种信息的座标输入装置。为实现这一目的，在本发明的座标输入装置中设有由X方向平行设置环形线圈组成的X方向环形线圈组和由Y方向平行设置多个环形线圈组成的Y方向环形线圈组所构成的图形输入板;至少包含有线圈和电容器，具有按照笔压来调谐频率以改变作为中心的设定频率的调谐回路的输入光笔，由所述图形输入板的X方向环形线圈组中顺次选择一个线圈的X方向选择装置;由所述图形输入板的Y方向环形线圈组中顺次选择一个线圈的Y方向选择装置;产生所述设定频率交流信号的信号发生装置;检测所述设定频率交流信号的信号检测装置;将所述信号发生装置和信号检测装置交替地顺次联接到由所述X方向和Y方向选择装置选择出的各环形线圈的联接切换装置;根据所述检测装置由所述X方向和Y方向各环形线圈检测到的交流信号求取所述输入光笔所产生的X方向和Y方向座标的座标检测装置;根据所述信号检测装置由所述X方向或Y方向的一个环形线圈检测的交流信号，以作为相对于所述设定频率的相位变化检测出所述输入光笔调谐回路的调谐频率的变化的相位检测装置;根据所述的相位变化计算出与所述输入光笔中笔压成比例的座标点的扩展等信息的信息运算装置。
按照本发明，通过联接切换装置将信号发生装置联接到被X方向选择装置由图形输入装置X方向环形线圈组中选择的一个环形线圈，加上设定频率的交流信号，这一环形线圈就产生电波，此电波激励图形输入板上的输入光笔的调谐回路线圈，就使得该调谐回路产生所述设定频率的感应电压。
此后，联接切换装置将信号发生装置与所述的那一环形线圈断开，而代之以联接信号检测装置，这一环形线圈即不再产生电波，而是其所在所述调谐回路中已产生的感应电压在此调谐回路的线圈中产生电波，此电波又对所述那一环形线圈产生反向激励，而使其产生交流信号，即感应电压。
藉助X方向和Y方向的选择装置及联接切换装置可对所有X方向和Y方向的环形线圈进行电波的接受和发送操作，由信号检测装置检测所述各相应的感应电压，由于此感应电压的大小取决于各环形线圈与调谐回路线圈，亦即输入光笔的距离，因而座标检测装置要根据这些来计算输入光笔在X方向和Y方向产生的输入座标。
而且，这时感应电压中存在有与输入光笔的笔压相应的频率和相位偏移，相位变化由相位检测装置加以检测，并由信息运算装置计算与输入光笔的笔压成比例的扩展信息等的各种信息。
因此，采用本发明，只要改变作用于输入光笔的笔压，例如说就可以改变座标点的大小，因而只要按使用通常的笔那样的感觉来操纵输入光笔就能在图象输入板上得到使用笔时同样的图象。由于是利用输入光笔调谐回路上调谐频率的变化来检测笔压，就不必象过去那样在整个座标输入范围内装设压力传感器，而且在此座标输入范围内那一部位都能准确地按笔压改变座标点的大小。同时，该调谐回路主要的构成部件为线圈和电容器，不用电缆等，而且也没有电池和磁铁等重部件，所以改善了输入操作性能。此外，由于图象输入板上不必要特殊部件，可以大型化，而通过提高对所得到的感应电压的运算处理的精度，更可以取得增加座标检测精度等的优点。
本发明的第二目的在于，提供一种无须电缆的、能得到与笔压准确相对应的信息的座标输入装置的输入光笔。为实现这一目的，本发明的座标输入装置的输入光笔作成为具有在光笔轴向可作稍许位移并可自由复位地保持着的芯体，能容纳此芯体并使之可在其内部自由滑动的线圈，联接到此线圈的电容器，以及在所述芯体的与所述线圈一端相对应位置上装设的铁氧体芯片。
根据本发明，当光笔一被加以笔压;芯体即沿光笔轴向位移。这时，铁氧体芯片在线圈端部移位，与这一位移量相对应的线圈的导磁率改变而使电感变化，由该线圈和电容器组成的调谐回路的调谐频率发生少许变化，这就使得由座标输入装置侧发出的电波所产生的感应电压的相位及频率发生变化，根据这一变化了的感应电压，在座标输入装置侧由线圈所发出的电波就得到与所述位移量、即笔压相对应的信息。
因此，如应用本发明，随着芯体位移而线圈的电感改变，从而使由此线圈和电容器组成的调谐回路的调谐频率发生变化，这样采用依赖接受和发送图象输入板电波信号来作位置检测的座标输入装置，就能够取得与所述调谐频率的变化，亦即笔压相对应的信息，从而可以不需要与座标输入装置之间的电缆;同时，因为所述调谐频率的变化仅可由芯体的位移大小决定，所以无论在图象输入板的哪一部位，都可以得到与笔压相应的准确信息;此外，由于只应用了线圈、电容、铁氧体芯片等小型、轻型的构成部件，加上前面已说过的不用电缆就赋与了非常良好的输入操作性能等优点。
本发明的第三个目的是提供一种不必采用电缆，而能取得准确对应于笔压的信息的同时，相位变化范围能更大的座标输入装置的输入光笔。为实现这一目的，本发明提出了一种座标输入装置的输入光笔，它具有在光笔轴向可作稍许位移并可自由复位地保持着的芯体;能容纳此芯体并使之可在其内部自由滑动的线圈;联接到此线圈的电容器;以及在所述芯体中与所述线圈的两端部相对应的位置上设置的铁氧体芯片。
利用本发明时，给光笔一加上笔压，芯体就在光笔轴向产生位移，这时，铁氧体芯片也在线圈两端发生位移。由于与这一位移的大小相应的线圈的导磁率发生变化而使其电感改变，由此线圈和电容器组成的调谐回路的调谐频率也就随之很少许变化，这就使得由座标输入装置侧发出的电波信号所产生的感应电压的相位及频率改变，根据此改变了的电压，由线圈发出的电波信号，在座标输入装置侧就可得到与所述位移量，亦即笔压相对应的信息。
由于此时是在线圈的两端都分别配置有铁氧体芯片，与在一端配置芯片的情况相比，就可以获得更大的对应于笔压的信息变化量。关于上述以外的目的，结构、效果，由以下的说明将会清楚。
图1为本发明的座标输入装置的一个实施例的结构方框图。
图2为图象输入板的X方向和Y方向环形线圈组的详细组成图。
图3为输入光笔剖视图。
图4为图1中各部分的信号波形图。
图5为控制电路处理流程6(a)、(b)、(c)为说明控制电路进行座标检测的基本操作的时序图。
图7为第一阶段座标检测操作时由各环形线圈得到的检测电压说明图。
图8为说明第二阶段以后的座标检测操作及相位检测操作的时序图。
图9为主计算机的处理流程图。
图10为表示一边改变笔压一边移动输入光笔情况下的图形的说明图。
图11(a)、(b)为输出结果举例说明图。
图12为本发明的输入光笔另一实施例的剖视图。
图13(a)、(b)为表示铁氧体芯片与线圈的位置间关系的说明图。
图1所示为本发明的座标输入装置的一个实施例，图中10-图象输入板;20-输入光笔;30-控制电路;31-信号发生装置(电路);32，33-X方向和Y方向选择装置(电路);34，35-发送接受切换电路;36-XY切换电路;37-接收信号定时切换电路，34、35，36、37-组成联接切换装置;38-带通滤波器(BPF)，它构成信号检测装置;39-检波器;40-低通滤波器(LPF)，39和40包含后述的控制电路30的处理在内组成座标检测装置;41，42-相位检波器(PSD);43，44-低通滤波器(LPF)，41、42、43、44包含后述的控制电路30的处理在内组成相位检测装置;45、46-驱动电路;47、48-放大器;49-包含后述的扩展信息计算装置在内的主计算机;50-显示装置;51-输出装置。
图2详细说明组成图象输入板10的X方向环形线圈组11和Y方向环形线圈组12。X方向环形线圈组11由沿X方向互相平行且重叠的多个(例如48个)环形线圈(如11-1、11-2……11-48)组成。并且Y方向环形线圈组12则由沿Y方向互相平行且重叠的多个(同样为48)环形线圈(如12-1、12-2……12-48)组成。此X方向环形线圈组11和Y方向环形线圈组12互相紧密地叠合着(不过在图中为了便于理解它们是分开示出的)，并且被装在一个图中未示出的非金属材料的盒体中。同时在此各环形线圈是由一匝组成的，但在需要时亦可由多匝组成。
图3表示输入光笔20的具体结构。它由如下部件组成由合成树脂等非金属材料做成的光笔轴21;装有铁氧体芯片23的芯体22;在有贯通孔的铁氧体磁芯25上绕制的线圈24。(贯通孔可容纳芯体22，并使之可在其内部自由滑动);夹住芯体22后端的芯座26;支撑芯座26使其可能相对光笔轴21作少许位移的弹簧27;电容器28。
所述线圈24和电容器28如图1所示那样，互相直接连接，构成通常的调谐电路29。此线圈24的电感和电容器28的电容按照使其调谐(共振)频率大致等于设定的频率f0取值。这时芯体22处于被芯座26所支撑的状态，铁氧体芯片23位于图示的线圈24的端部。当输入光笔20在图形输入板上一开始操作，按照这时的笔压，芯体22，亦即铁氧铁芯片23就产生位移，由此而使线圈24的电感发生变化，这样前面所说过的调谐电路29中的调谐频率亦稍有改变。
下面结合其组成来说明所述装置的操作。首先，对图形输入板10与光笔20间电波信号的收发情况和此时所得到的信号，利用图4来给予说明。
所述控制电路30由通常的微处理机等组成。它在控制信号发生电路31的同时，还按照图5所示的流程图通过选择电路32和33对图形输入板10的各环形线圈的切换进行控制。同时还对XY切换电路36和接收定时切换电路37进行座标检测方向切换控制。此外，还对低通滤波器40、43、44的输出进行模-数(A/D)变换，进行后述的运算处理，来求取输入光笔20所产生的输入座标，变检测所收到信号的相位，将所有这些信息传送给主计算机49。
选择电路32从所述X方向环形线圈组11中顺次选取一个环形线圈，并且选择电路33则从所述Y方向环形线圈组12中顺次选取一个环形线圈，各自根据来自控制电路30的信息进行操作。
接收发送切换电路34交替地将所述被选择出的X方向一个环形线圈连接到驱动电路45和放大器47，而接收发送切换电路35则交替地将所述被选择出的Y方向一个环形线圈连接到驱动电路46和放大器48，它们按照后述的接收发送切换信号进行操作。
信号发生电路31产生设定频率。(例如500KHg)的矩形波信号A、滞后此矩形波信号90°的信号B、设定为频率fk(例如15.625KHg)的接收发送信号C和收信定时信号D。在将所述矩形波信号A按原样传送到相位检波器41的同时，由图中未示出的低通滤波器将具变换成正弦波信号E，并将其通过XY切换电路36传送到驱动电路45和46中的一个。矩形波信号B被传送给相位检波器42。接收发送切换信号C传送到接收发送切换电路34和35，而收定时信号D则被传送给收信定时切换电路37。
现假设控制电路30发出的选择X方向的信息被送给XY切换电路36和收信定时切换电路37，所述正弦波信号E即被送至驱动电路45而被变换成平衡信号并被传送给接收发送切换电路34。由于此接收发送切换电路34按照接收发送切换信号C转换连接到驱动电路45和放大器47中的一个，因而从接收发送切换电路34输出到选择电路32的信号即成为在时间T(＝1/2fK)，在此即为每32Ms，输出或不输出500KHg信号的信号F。
所述信号F通过选择电路32被送到图象输入板10的X方向的一个环形线圈11-i(i＝1，2……48)，此环形线圈11-i按照所述信号F产生电波。
这时如果输入光笔20在图象输入板10上呈大致为直立状态、亦即保持在使用状态，此电波就激励输入光笔20中的线圈24，而使其调谐电路29产生与所述信号F同步的感应电压G。
此后，在进入信号F中无信号期间，即进入接收信号期间的同时，环形线圈11-i被换接到放大器47侧，此环形线圈11-i发生的电波立即消失，但所述感应电压G则随调谐回路29中所产生的损耗而逐渐衰减。
另一方面，因所述感应电压G而产生的在调谐电路29中流动的电流。使得线圈24产生电波。由于此电波反向激励已被连接到放大器47的环形线圈11-i，在此环形线圈11-i中就产生因线圈24所发出的电波所促成的感应电压，此感应电压只有在接受信号的期间内，才由接收发送切换电路34传送到放大器47，经放大后成为接收信号H，并被传送到收信定时切换电路37。
在收信定时切换电路37输入被选中的X方向和Y方向中的一方的信息(这里选择的是X方向的信息)，和实际上是接收发送切换信号C的反向信号的收信定时信号D时，当此信号D为高(H)电平期间输出接收到的信号H，而当其为低(L)电平期间则无任何输出，因此就在其输出得到信号I(实际上与接收到的信号H是同一个)。
所述信号I被送至带通滤波器38。此带通滤波器38系一固有振荡频率为频率f0的陶磁滤波器。将具有相应于所述信号I中频率f0成分的能量的振幅的信号J(严格说，是聚合起来的数个输入给带通滤波器38的信号I)送至检波器39和相位检波器41、42。
输入的信号J经所述检波器39检波，整流成为信号K之后，为截止频率足够低的低通滤波器40变换成具有大致相当于所述振幅的1/2的电压、例如Vx的直流信号L，被传送给控制电路30。
所述信号L的电压值Vx取决于输入光笔20和环形线圈11-i间的距离，在本发明中，此电压值大致与该距的4次方成反比，由于环形线圈11-i被切换时，电压值要发生变化，在控制电路30中就将各环形线圈中每次所得的电压Vx变换成数字信号。由对这些信息进行后面要谈的运算处理，来求得由输入光笔20所产生的X方向输入座标。同时对于由输入光笔20所产生的Y方向输入座标亦由同样方式求得。
另一方面，在相位检波器41和42中，所述矩形波信号A和B被作为检波信号输入。此时，如认为信号J的相位和矩形波信号A的相位大致上相同，相位检波器41的输出恰巧就是信号J作正向倒转了的信号M1(实际上与信号K是同一个)。同时，相位检波器42输出正负两边对称的信号M2。
所述信号M1，与前述同样的低通滤波器43变换成具有大致相当于信号J的振幅的1/2的电压值、即Vx的直流信号N1(实际上与信号L是同一个)，并被送到控制电路30。同时，信号M2为同样的低通滤波器44变换成直流信号N2，并被送到控制电路30。这时由于相位检波器42的信号M2的正负两边的波形相同，因而低通滤波器44的输出电压值为O(V)。
控制电路30被用来将低通滤波器43和44的输出，即这里的信号N1和N2，变换成数字信号值，并应用这一数字值进行下列式(1)的运算处理，以及求出加到相位检波器41和42的信号，在这里即信号J和矩形波信号A，的相位差Q。
Q＝-tan-1(VQ/vp)……(1)式中Vp为对应于低通滤波器43的输出的数字信号输出值;Vq为对应于低通滤波器44的输出的数字信号值。比如在前面谈到的信号J的情况下，信号N1的电压值为Vx，信号N2的电压值为O(V)，即VQ＝O，所以相位差Q＝O°。
但是，所述信号J的相位随输入光笔20的调谐电路29的调谐频率变化。就是说，当调谐电路29的调谐频率与设定的频率f0一致时，调谐电路29中在发送信息期间和接收信息期间全都产生频率为f0的感应电压。而且由于与之同步的电流的流通，所述收信信号H(及I)的频率和相位即和矩形波信号一致，所述信号J的相位也就与矩形波信号A一致。
另一方面，如果调谐电路29的调谐频率与设定的频率f0不一致，例如说其频率略低于频率f0，如为f1，则虽然在信号发送期间，调谐电路29中产生频率为f0的感应电压，但此时，在此调谐电路29中流通相位滞后的感应电流，而且由于在信号接收期间其中产生频率接近于f1的感应电压并流通与之同步的感应电流，所以所述收信信号H(或I)的频率即低于矩形波信号A的频率，而其相位也就稍稍滞后。如前面已谈到的那样，带通滤波器38仅只以频率f0作为其振荡频率，这种输入信号频率偏移即被作为相位滞后被输出，从而所述信号J的相位就较之收信信号H(或I)更为滞后。
相反，在调谐电路29的调谐频率稍高于设定的频率f0，例如说为f2的情况下，在信号发送期间，虽然在调谐电路29中产生频率为f0的感应电压，但此时该调谐电路29中流通着相位超前的感应电流。而且，在信号接收期间，由于其中产生频率近似f2的感应电压，并流通着与其同步的感应电流，所述收信信号H(或I)的频率即要略高于矩形波信号A的频率，而且其相位稍许超前。在带通滤波器38中，其输入信号频率偏高的偏移，与前述情况相反，被作为相位超前被输出。因而，所述信号J的相位较之收信信号H(或I)要更加超前。
如前面已说过的，调谐电路29的调谐频率随所加给光笔20的笔压变化，所以按所述公式(1)所求的相位差Q也跟随此笔压改变。在本实施例中。予先设定当输入光笔20完全不加予笔压时，所述相位差Q为-60°;而在加予最大笔压时，相位差Q成为60°。
将所述已求得的相位差Q加上40°，使之变换成-20°～100°范围数值的相位信息，然后将其与X方向和Y方向的座标值同时送往主计算机49(其实，所述的增加40°也可在主计算机49方向进行)。
下面按照图5至图9，对座标检测操作，同时对将相位信息变换为座标点扩展的情况作详细说明。
首先，将装置接通电源，进入检测开始状态。控制电路30将作X方向选择的信息(命令)发给XY切换电源36和收信定时切换电路37。与此同时，以在图形输入板10的X方向环形线圈11-1～11-48中选择第一个环形线圈11-1的信息(命令)，发给选择电路32，将此环形线圈11-1连接到接收发送切换电路34。
接收发送切换电路34根据前面说过的接收发送切换信号C，将环形线圈11-1交替地连接到驱动电路45和放大器47。这时，驱动电路45即在32μs的发送信号期间，将如图6(a)所示的16个500KHg的正弦波信号送到此环形线圈11-1(不过在图4中的图面安排上，仅只作出了其中的5个)。
所述接收和发送信号的切换，按图6(b)所示，对一个环形线圈、这里即11-1执行7次反复。这7次反复进行接收和发送信号的时间与选取一个环形线圈的时间(448μs)相当。
这时放大器47的输出，对于一个环形线圈，其7次收信时间每次都取得感应电压。这一感应电压象前面说过的那样通过收信定时切换电路37被送到带通滤波器38作平均化处理，再经过检波器39、相位检波器41和42、以及低通滤波器40、43、44送给控制电路30。
控制电路30将所述低通滤波器40的输出值进行A/D变换后输入，并将其作为取决于输入光笔20与环形线圈11-1间距离的检测电压、例如Vx1暂时存储。
接着，控制电路30将选择环形线圈11-2的信息(命令)送往选择电路32，将此环形线圈11-2连接到接收发送切换电路34上，取得取决于输入光笔20与环形线圈11-2间距离的检测电压Vx2，并加以存储。此后，同样地将环形线圈11-3～11-48顺次与接收发送电路34相连接并将如图6(C)中所示的各环形线圈每个的取决于输入光笔20与其在X方向的距离的检测电压Vx1～Vx48〔但图6(C)中仅只作出了其中一部分的模拟量图形〕加以存储。
实际检测电压，如图7所示，是以输入光笔20所放置的部位(XP)为中心的前后数个环形线圈中取得的。
控制电路30检验前述被存储电压的电压值是否超过一定的检测电平。如果低于一定的检测电平，再次重复选择X方向各环形线圈和电压检测操作。而如果其大于一定的检测电平，则进入下面的处理。
接着，控制电路30给XY切换电路36和收信定时切换电路37发送选择Y方向的信号(命令)。与前述同样切换选择电路33和接收发送切换电路35，将低通滤波器40在接收和发送电波时的输出值作A/D变换所取得的、决定于输入光笔20与Y方向各环形线圈12-1～12-48间距离的电压暂时存储。然后，与前述同样地进行电平检验，在低于一定的检测电平时，再次回到对Y方向各环形线圈的选择和电压检测操作。而如果高于一定的检测电平的话，则由已被存储的电压值出发，进行如后述的处理，来求出输入光笔20的X方向和Y方向的座标值。
下面，控制电路30将在所述X方向环形线圈11-1～11-48(或Y方向环形线圈12-1～12-48)中选择获得最大检测电压的环形线圈(峰值线圈)的信号(命令)送给选择电路32(或33)所述接收发送电波操作重复数次，例如7次，对由低通滤波器43和44所得的输出值作A/D变换，按前述过程求出相位差Q。
将所述相位差Q加上40°，变换成相位信息，与前面说过的输入光笔20的X方向和Y方向的座标值同时传送给主计算机49。
据此第一阶段的座标检测操作和相位检测操作结束。接着，控制电路30如图8所示执行第二阶段以后的座标检测操作。向选择电路32发送信息(命令)，使之以所述X方向的环形线圈11-1～11-48中取得最大检测电压的环形线圈为中心，选择其前后一定数量的环形线圈，例如只是10个。同时也向选择电路33发送信息(命令)，使之以Y方向的环形线圈12-1～12-48中取得最大检测电压的环形线圈为中心，选择其前后一定数量的，同样也仅为10个环形线圈，以前述同样地输出值的运行，来实现对输入光笔20的X方向和Y方向座标的检测操作和相位检测操作。将所得到的座标值和相位信息传送给主计算机。然后，重复上述过程。
还有，对前面已谈到的电平检验的详细说明对检测电压的最大值是否达到检测电平和哪一个环形线圈是具有最大检测电压值的环形线圈进行检验，如果没有达到检测水平，就停止以后的座标运算等，以及在接着的座标检测操作和相位检测操作中设定选择的环形线圈中心的处理。
为了求得X方向和Y方向的座标值、例如所述的座标值XP，其运算方法之一是以适当的函数来近似地表徵所述检测电压Vx1～Vx48的最大值的附近波形，并求取该函数的极大值的座标。
例如在图6(C)中以2次函数来近拟表徵最大检测电压为Vx3及其两旁的检测电压Vx2和Vx4，按照下述即可进行计算(如以X1～X48作为各环形线圈11-1～11-48的中心位置的座标，则以△X作为其间距)。首先，由各电压和座标值得Vx2＝a(X2-XP)2+b (2)Vx3＝a(X3-XP)2+b (3)Vx4＝a(X4-XP)2+b (4)这里a、b为常数(a＜0)。而且X3-X2＝△X(5)X4-X2＝2△X(6)将式(5)、(6)代入式(3)、(4)整理后得XP＝X2+△X/2｛(3Vx2-4Vx3+Vx4)/(Vx2-2Vx3+Vx4)｝ (7)从而，即由各检测电压Vx1～Vx48中提取出在所述电平检验过程中所要求的最大检测电压值和其左右的检测电压值。由上述电压值和取得最大检测电压值的环形线圈的前面一个环形线圈的座标值(已知)，执行相当于前述的式(7)的运算，就可以求得输入光笔20的座标值XP。
另一方面，主计算机49按图9中的流程图将控制电路30送来的数据中，只有超过1°的数据才作为有效数据的所述相位信息予以存储。并将此相位信息变换成座标点的扩展信息，例如说变换成与该座标信息成比例的园的直径。在由图象存储器(图中未作出)中的所述X方向和Y方向座标值所指定的座标位置上，画出具有所述直径的园的图象，并由显示装置50予以显示。
由于在控制电路30传送数据期间，所述的处理过程重复进行，如果一面改变笔压一面移动输入光笔20的话，就使得如图所示那样的沿着座标点的轨迹0°直径变化的园的图象连续排列，得到如同普通使用笔(作出的)一样的图形。此外，根据需要所获得的图象还可以由输出装置51作成硬拷贝，图11(a)中所示即为这种输出的结果举例。而且，如果对所述园的内部进行涂抹处理，就得到如图11(b)所示那样更自然的输出结果。
图12和图13中所示为本发明输入光笔20的另一实施例。图中，凡与前述实施例相同的组成部分以同一符号表示。亦即，在图12中，21为由合成树脂等非金属材料构成的光笔轴;22为设置有铁氧体芯片23和23′的芯体，24为绕制在设有贯通孔的铁氧体磁芯25上的线圈，贯通孔允许芯体22在其内部自由滑动的并将其保持住;26为夹住芯体后端的芯体座;27为使芯体座26可相对光笔轴21作少量位移的支撑用弹簧;28为电容器。
所述线圈24与电容器28互相直接相连，构成一般的调谐电路29。此线圈24的电感和电容器28的容量值，按照使该调谐电路的调谐(共振)频率大致等于设定的频率f0加以设计。在此，在芯体22被芯体座26保持的状态时，铁氧体芯片23和23′位于线圈24的两端。当此输入光笔20在所述的图形输入板10上操作时，与这时的笔压相应，芯体22，亦即铁氧体芯片23和23′产生移动，因此而使线圈24的电感发生变化，所述的调谐电路29的调谐频率亦随着有少许改变。
图13详细作出了铁氧体芯片23和23′与线圈24之间的位置关系。图13(a)所示为芯体22毫米受压时的情况，此时铁氧体芯片23整体的2/3被包含在线圈24(实际上是铁氧体芯片25)之内，1/3露出在线圈24之外;而铁氧体芯片23′则以其一端与线圈24的端部相接地全部处于线圈24之外。图13(b)表示使芯体22作最大滑动时(压下时)的状态，此时，铁氧体芯片23其整个都被包纳在线圈24之内，而铁氧体芯片23′则以其一端以前述滑动量离开线圈24的端部，整个按所述滑动大小置身于线圈24之外。图中所标的数值是作为举例，当然不限定于这些数值。
而且，设置2个铁氧体芯片的目的是使相对于芯体24的滑动大小来说，线圈的电感变化值更大。和设置一个铁氧体芯片，例如只有23时的情况相比，可以使前面说过的相位变化范围增大1.5～2倍。
另外，实施例中环形线圈个数及其排列方式仅为一举例，不用说，也并不仅限于这样。
而且，在前述实施例中是将笔压的变化变换成座标点的扩展，但由改变主计算机方向的程序可以将此笔压变化变换成任何信息，例如可以根据笔压相应地来改变座标点或座标点所指定区域的色彩和亮度等，可在各种设计方向应用。
权利要求
1.一种座标输入装置，其特征在于由下列部件组成由包含许多在X方向并行排列的环形线圈的X方向环形线圈组和包含许多在Y方向并行排列的环形线圈的Y方向线圈组所构成的图形输入板；具有其调谐频率以设定的频率为中心随笔压作相应变化的调谐电路的输入光笔；顺次由所述图形输入板的X方向环形线圈组中选择一个环形线圈的X方向选择装置；顺次由所述图形输入板的Y方向环形线圈组中选择一个环形线圈的Y方向选择装置；产生所述设定的频率的交流信号发生装置；检测所述设定的频率的交流信号的信号检测装置；将所述信号发生装置与信号检测装置顺次地交替连接到所述X方向和Y方向选择装置所选择出的X方向和Y方向的各环形线圈的连接切换装置；根据所述信号检测装置，由所述X方向和Y方向各环形线圈中所检测的交流信号，求取由所述输入光笔所产生的X方向和Y方向输入座标的座标检测装置；根据所述信号检测装置，由所述X方向和Y方向的一个环形线圈所检测的交流信号；以作为相对于所述设定的频率的相位的变化来检测所述输入光笔的调谐电路中调谐频率的变化的相位检测装置；和根据所述相位变化，计算出与比例于所述输入光笔的笔压的座标点有关的信息的信息运算装置。
2.权利要求1所述的座标输入装置，其特征是所述与座标点有关的信息是指座标点的扩展信息。
3.权利要求1所述的座标输入装置，其特征是所述与座标点有关的信息是指座标点或座标点所指定区域的色彩和亮度。
4.座标输入装置的输入光笔，其特征是具有至少包含有线圈和电容器的调谐频率随笔压以设定频率为中心变化的调谐电路。
5.座标输入装置的输入光笔，其特征是具有在光笔轴向可作少许位移，并可自由复位地保持住的芯体具有容纳该芯体、并容许其在内部自由滑动的线图;具有连接到该线圈的电容器。在所述芯体中与所述线圈的端部相对应的位置设置有铁氧体芯片。
6.座标输入装置的输入光笔，其特征是具有在光笔轴向可以作少许位移、并可自由复位地保持住的芯体;具有容纳该芯体、并允许其在内部自由滑动的线圈;具有连接到该线圈的电容器;在所述芯体中与所述线圈的两端相对应的位置设置有铁氧体芯片。
全文摘要
设置有一由X方向的多个环形线圈和Y方向的多个环形线圈所组成的图形输入板，以及一具有按照笔压以调谐频率在中心改变设定频率的调谐回路的输入光笔；根据信号检出装置由所述X方向和Y方向各环形线圈所检出的交流信号。坐际检测单元求出由所述输入光笔所产生的X方向和Y方向的输入坐标，同时相位检测单元检测出作为相对于所述设定频率的相位变化的所述输入光笔中调谐回路的调谐频率的变化；根据此相位变化就可计算出与所述输入光笔中笔压成比例的坐标的扩展等各种信息。
文档编号G06K11/06GK1035376SQ8810758
公开日1989年9月6日 申请日期1988年8月24日 优先权日1987年8月24日
发明者村上东, 山並嗣也, 舟桥孝彦, 仙田聪明, 千敏秀 申请人:株式会社瓦科姆