(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
座標入力装置のセンサコイルを定電流駆動する低電圧駆動回路において、定電流出力型駆動回路と、前記定電流出力型駆動回路の出力側と前記センサコイルの間に接続されるＤＣカップリングコンデンサと、前記定電流出力型駆動回路の出力のＤＣバイアス電圧が該定電流出力型駆動回路の動作電圧範囲の中点電位となるべく制御する定電流出力型バイアス回路とを備えることを特徴とする低電圧駆動回路。
【請求項２】
前記定電流出力型駆動回路は、コンプリメンタリ型定電流回路を構成する吐出側駆動回路と吸込側駆動回路とを有することを特徴とする請求項１に記載の低電圧駆動回路。
【請求項３】
座標入力装置のセンサコイルを定電流駆動する低電圧駆動回路において、定電流出力型の吐出側駆動回路と、前記吐出側駆動回路の出力側と前記センサコイルの間に接続される第１のＤＣカップリングコンデンサと、前記吐出側駆動回路の出力のＤＣバイアス電圧が該吐出側駆動回路の動作電圧範囲の中点電位となるべく制御する第１の定電流出力型バイアス回路と、前記吐出側駆動回路と共にコンプリメンタリ型定電流回路を構成する定電流出力型の吸込側駆動回路と、前記吸込側駆動回路の出力側と前記センサコイルの間に接続される第２のＤＣカップリングコンデンサと、前記吸込側駆動回路の出力のＤＣバイアス電圧が該吸込側駆動回路の動作電圧範囲の中点電位となるべく制御する第２の定電流出力型バイアス回路とを備えることを特徴とする低電圧駆動回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁誘導方式を用いたポインティングデバイスの回路技術に関し、特に電磁誘導方式の座標入力装置におけるセンサコイルを定電流駆動するための低電圧駆動回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電磁誘導方式のポインティングデバイスの低電圧駆動回路において、単電源動作でセンサコイルに電流を送出する際、センサコイルのコモン電位を中点電位に持ち上げなければならず、このため、ノイズがのらないように低インピーダンスなレファレンス回路が要求されている。このようなレファレンス回路は、回路設計が複雑になる上、省電力の面で不利であった。
【０００３】
さらに、駆動回路はコンプリメンタリ型定電流回路を用い、吐出し、吸込みそれぞれ約１Ｖのバイアス電圧が必要であるが、電源が３Ｖ単電源の場合、センサコイルの駆動電圧を十分にとれない。
【０００４】
図３は、従来の電磁誘導方式の座標入力装置においてセンサコイルを定電流駆動するための低電圧駆動回路を示す。入力端子ＩＮ５には、交流信号が入力される。抵抗素子Ｒ２０を介して電源Ｖｃｃと接続されるＰＮＰトランジスタＴｒ２０と差動増幅器３０は、吐出側駆動回路である。入力した交流信号は、差動増幅器３０とＰＮＰトランジスタＴｒ２０によって定電流交流信号をセンサコイル１０へ出力する。また、入力端子ＩＮ６には、交流信号が入力される。抵抗素子Ｒ２１を介してグラウンド接地するＮＰＮトランジスタＴｒ２１と差動増幅器３２は、吸込側駆動回路である。入力した交流信号は、差動増幅器３２とＮＰＮトランジスタＴｒ２１によって定電流交流信号をセンサコイル１０の一端へ出力する。ここで、ＰＮＰトランジスタＴｒ２０とＮＰＮトランジスタＴｒ２１はコンプリメンタリ接続し、入力端子ＩＮ５およびＩＮ６の各入力信号の各出力信号をひとつに合成して出力する。
【０００５】
センサコイル１０の他端は、レファレンス回路３４と接続し、センサコイル１０のコモン電位を中点電位に持ち上げる。また、センサコイル１０の他端は、コンデンサＣ２０を介してグラウンド接地する。
【０００６】
このように、従来の構成では、センサコイル１０を交流駆動するときにレファレンス回路３４が必要になるため、回路規模が大きくなり、また、回路消費電流が増加するという問題点があった。
【０００７】
また、従来の構成では、交流駆動するときに、センサコイル１０の中点をレファレンス回路３４で電源電圧Ｖｃｃの１／２にしているため、駆動電圧範囲が狭いという問題点があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、レファレンス回路を用いることなくセンサコイルを定電流駆動でき、駆動回路全体の規模及び消費電流を減少し、さらに吐出と吸込の駆動回路を別々にバイアスすることで、駆動電圧範囲の広い駆動回路を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明による、座標入力装置のセンサコイルを定電流駆動する低電圧駆動回路の第１の実施形態は、定電流出力型駆動回路と、定電流出力型駆動回路の出力側とセンサコイルの間に接続されるＤＣカップリングコンデンサと、前記定電流出力型駆動回路の出力のＤＣバイアス電圧が該定電流出力型駆動回路の動作電圧範囲の中点電位になるように制御する定電流出力型バイアス回路とを備える。ここで「中点電位」とは、制御の目標値であって、実際の制御の結果「中点電位付近」の電位に制御される場合も含まれ、「付近」の範囲については、当該技術分野における技術常識から判断される程度とする（他の実施形態についても同様）。
【００１０】
上記定電流出力型駆動回路は、好適には、吐出側駆動回路と吸込側駆動回路を有し、これらがコンプリメンタリ型定電流回路を構成する。
【００１１】
本発明による、座標入力装置のセンサコイルを定電流駆動する低電圧駆動回路の第２の実施形態は、コンプリメンタリ型低電流回路を構成する定電流出力型の吐出側駆動回路と定電流出力型の吸込側駆動回路のそれぞれの出力に対して、センサコイルとの間に第１及び第２のＤＣカップリングコンデンサとを接続する。さらに、前記吐出側駆動回路及び前記吸込側駆動回路のそれぞれの出力のＤＣバイアス電圧が該吐出側駆動回路及び該吸込側駆動回路のそれぞれの動作電圧範囲の中点電位になるように制御する第１及び第２の定電流出力型バイアス回路を接続する。
【００１２】
上記の第１の定電流出力型バイアス回路は、例えば、差動増幅器、電源、増幅器、抵抗素子、コンデンサ、及び、ＮＰＮトランジスタであるバイポーラトランジスタ若しくはこれに相当するＦＥＴ等から構成される。吐出側駆動回路は、例えば、入力した交流信号を差動増幅器及びＰＮＰトランジスタであるバイポーラトランジスタ若しくは相当するＦＥＴによって定電流交流信号とし、ＤＣカップリングコンデンサを介してセンサコイルを定電流駆動する。
【００１３】
上記の第２の定電流出力型バイアス回路は、例えば、差動増幅器、電源、増幅器、抵抗素子、コンデンサ、及び、ＰＮＰトランジスタであるバイポーラトランジスタ若しくはこれに相当するＦＥＴ等から構成される。吸込側駆動回路は、例えば、入力した交流信号を差動増幅器とＮＰＮトランジスタであるバイポーラトランジスタ若しくは相当するＦＥＴによって定電流交流信号とし、ＤＣカップリングコンデンサを介してセンサコイルを定電流駆動する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施形態による、座標入力装置のセンサコイルを定電流駆動する低電圧駆動装置の回路図の一例である。入力端子ＩＮ１には、交流信号が入力される。抵抗素子Ｒ１を介して電源Ｖｃｃへ接続されるＰＮＰトランジスタＴｒ１と差動増幅器２は、定電流出力型の吐出側駆動回路を構成する。ＰＮＰトランジスタＴｒ１のコレクタは、ＤＣカップリングコンデンサＣ２を介してセンサコイル１０の一端へ接続される。従って、ＤＣカップリングコンデンサＣ２は、吐出側駆動回路の出力とセンサコイルの間に接続されている。センサコイル１０の他端はグラウンド接地されている。入力した交流信号は、吐出側駆動回路によって定電流交流信号を出力し、ＤＣカップリングコンデンサＣ２を介してセンサコイル１０を駆動する。
【００１７】
また、入力端子ＩＮ２にも、交流信号が入力される。抵抗素子Ｒ７を介してグラウンド接地したＮＰＮトランジスタＴｒ４と差動増幅器６は、定電流出力型の吸込側駆動回路を構成する。ＮＰＮトランジスタＴｒ４のコレクタもまた、ＤＣカップリングコンデンサＣ２を介してセンサコイル１０の一端へ接続される。従って、ＤＣカップリングコンデンサＣ２は、吸込側駆動回路の出力とセンサコイルの間に接続されている。センサコイル１０の他端はグラウンド接地する。入力した交流信号は、吸込側駆動回路によって定電流交流信号を出力し、ＤＣカップリングコンデンサＣ２を介してセンサコイル１０を駆動する。
【００１８】
ここで、ＰＮＰトランジスタＴｒ１とＮＰＮトランジスタＴｒ４は、コンプリメンタリ型定電流回路を構成し、入力端子ＩＮ１およびＩＮ２の各入力信号に対応する各出力信号をひとつに合成して出力する。
【００１９】
さらに、ＰＮＰトランジスタＴｒ１とＮＰＮトランジスタＴｒ４の出力信号は、抵抗素子Ｒ２を介して差動増幅器４に入力する。差動増幅器４は、一方の入力端子と出力端子の間にコンデンサＣ１を接続した積分回路を構成する。また、差動増幅器４の他方の入力端子には、電源８を接続し、電源Ｖｃｃの１／２のレファレンス電圧を与える。差動増幅器４の出力端子は、抵抗素子Ｒ４を介してＰＮＰトランジスタＴｒ２のエミッタと接続する。
【００２０】
ＰＮＰトランジスタＴｒ２のエミッタは、抵抗素子Ｒ３を介して電源Ｖｃｃと接続し、ベースにはバイアス電圧を電源１１により与える。また、差動増幅器４の出力端子は、抵抗素子Ｒ５を介してＮＰＮトランジスタＴｒ３のエミッタと接続する。ＮＰＮトランジスタＴｒ３のエミッタは、抵抗素子Ｒ６を介してグラウンド接地し、ベースにはバイアス電圧を電源１２により与える。これらの差動増幅器４、トランジスタＴｒ２、Ｔｒ３、抵抗素子Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、コンデンサＣ１、電源８、１１、１２等は定電流出力型バイアス回路を構成することにより、吐出側駆動回路及び吸込側駆動回路の出力側ＯＵＴＰにＤＣバイアス電圧を与える。
【００２１】
ここで、ＤＣバイアス電圧を与える動作を説明する。両駆動回路の出力側ＯＵＴＰの電圧が電源８より上がる(下がる)と、抵抗Ｒ２から電流が差動増幅器４の入力方向へ流れ込み(入力から流れ出し)、その電流がコンデンサＣ１に蓄えられるため、差動増幅器４の出力電圧が徐々に下がる(上がる)。すると、抵抗Ｒ４の電流が増加(減少)、抵抗Ｒ５の電流が減少(増加)するため、ＰＮＰトランジスタＴｒ２のエミッタ及びコレクタ電流が減少(増加)、ＮＰＮトランジスタＴｒ３のエミッタ及びコレクタ電流が増加(減少)することになり、ＰＮＰトランジスタＴｒ２とＮＰＮトランジスタＴｒ３のコレクタの合成電流が、吸い込み(吐き出し)電流となり、カップリングコンデンサＣ２に流れ込む。その結果、駆動回路の出力電圧ＯＵＴＰは徐々に下がり(上がり)、電源８の電圧に戻される。
【００２２】
これは、前述の各駆動回路の出力の平均電流値が０にならず、バイアス点が中点からずれていくため、出力電流の周波数より十分低い応答特性で中点にＤＣバイアス電圧を付与することにより対処したものである。従って、定電流出力型バイアス回路をこれらの駆動回路の出力側に接続する。さらに、各駆動回路の出力側からセンサコイルに向けてＤＣカップリング用のコンデンサを接続することによってセンサコイル１０に交流信号を与えることができる。尚、駆動回路の出力側とセンサコイルとの間にアナログスイッチが挿入される場合は、そのアナログスイッチを制御するため、負電源を利用することが好適である。
【００２３】
図２は、本発明の第２の実施形態による、座標入力装置のセンサコイルを定電流駆動する低電圧駆動装置の回路図の一例である。入力端子ＩＮ３には、交流信号が入力される。抵抗素子Ｒ１０を介して電源Ｖｃｃへ接続されるＰＮＰトランジスタＴｒ１０と差動増幅器２０は、吐出側駆動回路である。入力した交流信号は、差動増幅器２０とＰＮＰトランジスタＴｒ１０によって定電流交流信号を生成し、この定電流交流信号によりＤＣカップリングコンデンサＣ１４を介してセンサコイル１０を駆動する。
【００２４】
また、入力端子ＩＮ４にも、交流信号が入力される。抵抗素子Ｒ１３を介してグラウンド接地したＮＰＮトランジスタＴｒ１３と差動増幅器２６は、吸込側駆動回路である。入力した交流信号は、差動増幅器２６とＮＰＮトランジスタＴｒ１３によって定電流交流信号を生成し、この定電流交流信号によりＤＣカップリングコンデンサＣ１３を介してセンサコイル１０を駆動する。ここで、ＰＮＰトランジスタＴｒ１０とＮＰＮトランジスタＴｒ１３は、ＤＣカップリングコンデンサＣ１３、Ｃ１４を介してコンプリメンタリ定電流回路を構成し、入力端子ＩＮ３およびＩＮ４の各入力信号をひとつに合成して定電流交流信号をセンサコイルへ出力する。
【００２５】
本実施例では、電源Ｖｃｃとして＋３ボルト（Ｖ）を印加した場合、抵抗素子Ｒ１０の両端電圧とＰＮＰトランジスタＴｒ１０のエミッタとコレクタ間の電圧を加えた電圧は約１ボルト（Ｖ）、また、ＮＰＮトランジスタＴｒ１３のコレクタとエミッタ間の電圧と抵抗素子Ｒ１３の両端電圧を加えた電圧は約１ボルト（Ｖ）必要である。
【００２６】
ＰＮＰトランジスタＴｒ１０のコレクタは、抵抗素子Ｒ１１を介して差動増幅器２２の第１入力側と接続する。第２入力側には、電源１７が接続され、レファレンス電圧を印加する。本実施例の場合、約１ボルト（Ｖ）のレファレンス電圧を印加した。差動増幅器２２の出力側と第１入力側は、コンデンサＣ１０が接続され、積分回路を構成する。差動増幅器２２の出力は、例えば増幅度−Ｋの増幅器１４に入力する。増幅器１４の出力は、ＮＰＮトランジスタＴｒ１１のベースと接続する。ＮＰＮトランジスタＴｒ１１は、エミッタ接地され、コレクタはＰＮＰトランジスタＴｒ１０のコレクタと接続する。これらの差動増幅器２２、電源１７、増幅器１４、抵抗素子Ｒ１１、コンデンサＣ１０、ＮＰＮトランジスタＴｒ１１等は第１の定電流出力型バイアス回路を構成する。
【００２７】
また、ＮＰＮトランジスタＴｒ１３のコレクタは、抵抗素子Ｒ１２を介して差動増幅器２４の第１入力側と接続する。第２入力側には、電源１６を接続し、レファレンス電圧を印加する。本実施例の場合、Ｖｃｃから約１ボルト（Ｖ）低下させたレファレンス電圧を印加した。差動増幅器２４の出力側と第１入力側は、コンデンサＣ１１が接続され、積分回路を構成する。差動増幅器２４の出力は、例えば増幅度−Ｋの増幅器１５に入力する。増幅器１５の出力は、ＰＮＰトランジスタＴｒ１２のベースと接続する。ＰＮＰトランジスタＴｒ１２のエミッタは電源と接続され（図の矢印）、コレクタはＮＰＮトランジスタＴｒ１３のコレクタと接続する。これらの差動増幅器２４、電源１６、増幅器１５、抵抗素子Ｒ１２、コンデンサＣ１１、ＰＮＰトランジスタＴｒ１２等は第２の定電流出力型バイアス回路を構成する。
【００２８】
このように、吐出側駆動回路及び吸込側駆動回路は、コンプリメンタリ型定電流の駆動回路を構成し、それぞれの出力を分けて、センサコイル１０に向けてそれぞれＤＣカップリングコンデンサＣ１３及びＣ１４を接続すると共に、第１及び第２の定電流出力型バイアス回路をそれぞれ接続した。このような別個の定電流出力型バイアス回路をそれぞれ設けたことにより、それぞれの駆動回路の出力のバイアス電圧を動作電圧範囲の中点電位に保持できると同時に、駆動電圧範囲を拡大することを実現した。
【００２９】
尚、上記の説明においては、ＰＮＰトランジスタ及びＮＰＮトランジスタというバイポーラトランジスタを用いた例により説明したが、これらに相当するＦＥＴ若しくは他の素子を用いて構成することも可能である。また、吐出側駆動回路及び吸込側駆動回路を構成する駆動回路の回路方式についても、特定の方式に限られない。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように、本発明の各実施形態では、駆動回路の出力端に定電流出力型バイアス回路を接続したので、センサコイルとの間にカップリングコンデンサを挿入しても、駆動できる電圧範囲の中点電位にバイアス電圧を保持することができる。従って、レファレンス回路なしでセンサコイルを定電流駆動できることから回路規模を小さくすることができ、さらに回路消費電流を減少させることができる。
【００３１】
特に、本発明の第２の実施形態では、吐出側駆動回路と吸込側駆動回路のそれぞれに対して定電流出力型バイアス回路を設けたので、駆動電圧範囲を広げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態による、センサコイルを定電流駆動する低電圧駆動装置の回路図の一例である。
【図２】本発明の第２の実施形態による、センサコイルを定電流駆動する低電圧駆動装置の回路図の一例である。
【図３】従来の電磁誘導方式の座標入力装置においてセンサコイルを定電流駆動する低電圧駆動回路を示す回路図の一例である。
【符号の説明】
２、４、６、２０、２２、２４、２６、３０、３２  差動増幅器
１０  センサコイル
Ｃ２、Ｃ１３、Ｃ１４  ＤＣカップリングコンデンサ
３４  レファレンス回路
【図１】
0003847628.tif 000002
【図２】
0003847628.tif 000003
【図３】
0003847628.tif 000004