JPH02161511A - Position indicator - Google Patents

Position indicator

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JPH02161511A
JPH02161511A JP63263302A JP26330288A JPH02161511A JP H02161511 A JPH02161511 A JP H02161511A JP 63263302 A JP63263302 A JP 63263302A JP 26330288 A JP26330288 A JP 26330288A JP H02161511 A JPH02161511 A JP H02161511A
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coil
voltage
tablet
signal
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Azuma Murakami
東 村上
Tsugunari Yamanami
山並 嗣也
Takahiko Funahashi
舟橋 孝彦
Toshiaki Senda
仙田 聡明
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Wacom Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To eliminate the need for a battery and a cable and to improve operability for specifying a position by forming a frequency tuning circuit by passive elements such as a coil and a capacitor. CONSTITUTION:A tuning circuit 15 consisting of only passive elements such as a coil 152 and a capacitor 153 is included in a light pen 10 to be a position indicator. At the time of using the pen 10, the coil 152 in the circuit 15 is excited by a specific frequency signal generated from a tablet, an induced voltage is generated, a radio wave generated from the circuit 15 is detected by the tablet in a position detector, and the coordinate value on the tablet is detected by the pen 10 eliminating the use of a battery and a cable. Consequently, the position detector improved at its operability can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は位置検出装置用の位置指示器に関するものであ
って、詳しくいえばケーブルや電池を必要としない位置
指示器に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a position indicator for a position detection device, and more specifically, to a position indicator that does not require cables or batteries.

(従来の技術) 従来のこの種の位置指示器としては、筐体の一端に励磁
コイルを設け、該励磁コイルに電流を供給して電磁波を
発生させ、これによって位置検出装置のタブレットに局
部的に電磁気的な変量を与えることにより、又は筐体の
一端に検出コイルを設け、位置検出装置のタブレットか
ら所定のタイミングで順次、局部的に発生される電磁気
的な変量を該検出コイルによって検出することにより、
任意の位置を指定し得る如くなしたものがあった。
(Prior Art) A conventional position indicator of this type has an excitation coil provided at one end of the casing, and current is supplied to the excitation coil to generate electromagnetic waves, which locally touch the tablet of the position detection device. By applying an electromagnetic variable to the sensor, or by providing a detection coil at one end of the housing, the detection coil detects electromagnetic variables sequentially and locally generated from the tablet of the position detection device at a predetermined timing. By this,
There was one that allowed you to specify any location.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、前記位置指示器では励磁コイルに電流を
供給するためのケーブル又は検出コイルより電磁気的な
変量を検出するためのケーブル、もしくは励磁コイルに
電流を供給するための電池が必要となり、位置指定作業
時の操作性が良くないという問題点があった。
(Problem to be Solved by the Invention) However, in the position indicator, there is a cable for detecting an electromagnetic variable from a cable for supplying current to an excitation coil or a detection coil, or a cable for supplying current to an excitation coil. The problem was that it required several batteries, and the operability during position specification work was poor.

本発明は前記問題点を解決し、ケーブルや電池を必要と
せず、しかも正確に位置指定可能な位置指示器を提供す
ることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above problems and provide a position indicator that does not require cables or batteries and can accurately specify a position.

(課題を解決するための手段) 本発明では前記目的を達成するため、コイルやコンデン
サ等の受動素子のみからなり、特定の周波数に同調する
同調回路を備えた位置指示器を提案する。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the present invention proposes a position indicator that includes only passive elements such as coils and capacitors, and is equipped with a tuning circuit that is tuned to a specific frequency.

(作 用) 本発明によれば、位置検出装置のタブレット上におき、
該タブレットより特定の周波数を有する電波を発信させ
ると、該電波に基づいて同調回路内のコイルが励振され
、誘導電圧を発生する。該誘導電圧は同調回路内に電流
を流し、この電流は該同調回路内のコイルより電波を発
生させるが、該電波は位置検出装置のタブレットに検出
され、これによって、タブレット上の座標値が求められ
る。
(Function) According to the present invention, it is placed on the tablet of the position detection device,
When the tablet emits radio waves having a specific frequency, a coil in the tuned circuit is excited based on the radio waves, and an induced voltage is generated. The induced voltage causes a current to flow in the tuned circuit, and this current causes a coil in the tuned circuit to generate radio waves, which are detected by the tablet of the position detection device, thereby determining the coordinate values on the tablet. It will be done.

(実施例) 第1図は本発明の位置指示器の一実施例、例えば人力ベ
ン10を示すもので、合成樹脂等の非金属素材からなる
ペン軸11の内部にその先端寄りから、ボールペン等の
芯体12と、該芯体12を摺動自在に収容し得る透孔を
備えたフェライトコア13と、コイルバネ14と、スイ
ッチ151.フェライトコア13の周囲に巻回されたコ
イル152゜コンデンサ153 154及び可変コンデ
ンサ155からなる同調回路15とが一体的に組合され
て内蔵され、その後端にはキャップ16が取付けられて
なっている。
(Embodiment) Fig. 1 shows an embodiment of the position indicator of the present invention, for example, a hand-powered pen 10, in which a ballpoint pen, etc. a core body 12, a ferrite core 13 having a through hole capable of slidably accommodating the core body 12, a coil spring 14, and a switch 151. A tuning circuit 15 consisting of a coil 152[deg.] capacitors 153 and 154 and a variable capacitor 155 wound around a ferrite core 13 is integrated and built in, and a cap 16 is attached to the rear end.

前記コンデンサ153及び可変コンデンサ155は、第
2図にも示すように互いに並列に接続され、さらにその
両端はコイル152に接続され、周知の並列共振回路を
構成している。なお、コイル152゜コンデンサ153
及び可変コンデンサ155の数値は、後述する位置検出
部の各ループコイルより発信される電波の周波数に共振
(同調)する値に選ばれる。
The capacitor 153 and the variable capacitor 155 are connected in parallel with each other as shown in FIG. 2, and both ends thereof are connected to the coil 152, forming a well-known parallel resonant circuit. In addition, the coil 152° and the capacitor 153
The numerical values of the variable capacitor 155 and the variable capacitor 155 are selected to resonate (synchronize) with the frequency of radio waves transmitted from each loop coil of the position detecting section, which will be described later.

一方、コンデンサ154はスイッチ151を介してコイ
ル152の両端に接続されており、スイッチ151がオ
ンした時、前述した並列共振回路における電流の位相を
所定角度遅らせる作用を行なう。
On the other hand, a capacitor 154 is connected to both ends of the coil 152 via a switch 151, and when the switch 151 is turned on, it acts to delay the phase of the current in the parallel resonant circuit described above by a predetermined angle.

なお、スイッチ151は、芯体12の先端を位置検出部
の入力面(図示せず)に押付けることによって、該芯体
12をペン軸11内に押込むと、その後端によりコイル
バネ14を介して抑圧され、オンする如くなっている。
Note that the switch 151 is configured such that when the tip of the core 12 is pushed into the pen barrel 11 by pressing the tip of the core 12 against the input surface (not shown) of the position detection section, the rear end of the core 12 is inserted through the coil spring 14. It is suppressed and turned on.

第3図は前述した入力ペン10を用いる位置検出装置の
タブレットの一例を示すもので、図中、20は位置検出
部、30は選択回路、40は接続切替回路、50は送信
回路、60は受信回路、70は処理装置である。
FIG. 3 shows an example of a tablet of a position detection device using the input pen 10 described above. In the figure, 20 is a position detection section, 30 is a selection circuit, 40 is a connection switching circuit, 50 is a transmission circuit, and 60 is a The receiving circuit 70 is a processing device.

位置検出部20は、互いに平行な導体を有する複数、例
えば48本のループコイル21−1゜21−2.・・・
・・・21−48が、図中、矢印イ方向(以下、位置検
出方向と称す。)に並設されてなっている。また、各ル
ープコイル21−1〜21−48は、互いに平行で且つ
重なり合う如く配置されている。なお、ここでは各ルー
プコイル21−1〜21−48を1ターンで構成したが
、必要に応じて複数ターンとなしても良い。
The position detection unit 20 includes a plurality of, for example, 48, loop coils 21-1, 21-2, and 21-2, each having conductors parallel to each other. ...
...21-48 are arranged in parallel in the direction of arrow A (hereinafter referred to as position detection direction) in the figure. Further, the loop coils 21-1 to 21-48 are arranged parallel to each other and overlapping each other. In addition, although each of the loop coils 21-1 to 21-48 is configured with one turn here, it may be configured with multiple turns as necessary.

前記位置検出部20としては、例えば周知のプリント基
板にエツチング加工を施すこと等により形成した多数の
平行な導体をジャンパ線等によって接続することにより
、前記複数のループコイルとなしたものを用いることが
できる。
As the position detection unit 20, a plurality of loop coils formed by connecting a large number of parallel conductors formed by etching a well-known printed circuit board with jumper wires or the like may be used. Can be done.

選択回路30は、前記複数のループコイル21−1〜2
1−48より−のループコイルを順次選択するものであ
り、前記ループコイル21−1〜21−48の一端は−
の端子群31にそれぞれ接続され、また、他端は他の端
子群32にそれぞれ接続されている。端子群31に対応
する選択接点33及び端子群32に対応する選択接点3
4は互いに連動し、処理装置70からの情報に基づいて
動作して−のループコイルを選択する如くなっている。
The selection circuit 30 selects the plurality of loop coils 21-1 to 21-2.
The - loop coils 1-48 are sequentially selected, and one end of the loop coils 21-1 to 21-48 is -
, and the other end thereof is connected to another terminal group 32, respectively. Selection contact 33 corresponding to terminal group 31 and selection contact 3 corresponding to terminal group 32
4 are interlocked with each other and operate based on information from the processing device 70 to select the negative loop coil.

前記選択回路30は、周知のマルチプレクサを多数組合
せることによって実現できる。
The selection circuit 30 can be realized by combining a large number of well-known multiplexers.

接続切替回路40は、前記選択回路30によって選択さ
れたーのループコイルを送信回路5o及び受信回路60
に交互に接続するものであり、前記選択回路30の選択
接点33及び34は選択接点41及び42にそれぞれ接
続されている。また、送信回路50の2つの出力端子は
端子43.45に接続され、また、受信回路60の2つ
の入力端子は端子44.46に接続されている。前記端
子43.44に対応する選択接点41及び端子45゜4
6に対応する選択接点42は互いに連動し、後述する送
受切替信号に基づいて動作し、送信及び受信を切替える
如くなっている。
The connection switching circuit 40 connects the loop coil selected by the selection circuit 30 to the transmitting circuit 5o and the receiving circuit 60.
The selection contacts 33 and 34 of the selection circuit 30 are connected to the selection contacts 41 and 42, respectively. Further, the two output terminals of the transmitting circuit 50 are connected to the terminal 43.45, and the two input terminals of the receiving circuit 60 are connected to the terminal 44.46. Selection contact 41 and terminal 45°4 corresponding to the terminals 43 and 44
The selection contacts 42 corresponding to 6 are interlocked with each other and operate based on a transmission/reception switching signal, which will be described later, to switch between transmission and reception.

なお、前記接続切替回路40も周知のマルチプレクサに
よって実現される。
Note that the connection switching circuit 40 is also realized by a well-known multiplexer.

第4図は送信回路50及び受信回路60の詳細を示すも
のである。同図において、51は発振器、52は分周器
、53.54はナントゲート、55はエクスクル−シブ
オア(EXOR)ゲート、56は駆動回路であり、これ
らは送信回路50を構成する。また、61は増幅器、6
2.63は位相検波器、64.65は低域フィルタ(L
 P F)であり、これらは受信回路60を構成する。
FIG. 4 shows details of the transmitting circuit 50 and receiving circuit 60. In the figure, 51 is an oscillator, 52 is a frequency divider, 53 and 54 are Nant gates, 55 is an exclusive OR (EXOR) gate, and 56 is a drive circuit, which constitute a transmitting circuit 50. In addition, 61 is an amplifier, 6
2.63 is a phase detector, 64.65 is a low-pass filter (L
P F), and these constitute the receiving circuit 60.

処理装置70は、後述する送受切替信号及び受信回路6
0の出力に基づいて各ループコイルの切替を制御すると
ともに、指定座標値を算出する。
The processing device 70 includes a transmission/reception switching signal and a receiving circuit 6, which will be described later.
Based on the output of 0, switching of each loop coil is controlled and specified coordinate values are calculated.

次に動作について説明するが、まず、入力ペン10と位
置検出部20との間で電波が送受信されるようす並びに
この際、得られる信号について第5図に従って説明する
Next, the operation will be described. First, the manner in which radio waves are transmitted and received between the input pen 10 and the position detection section 20, and the signals obtained at this time will be described with reference to FIG.

送信回路50において、発振器51より発生した、例え
ば4MHzのクロックパルスは分周器52でl/4 、
 l/8及びl/25Bに分周される。ナントゲート5
3の一方の入力端子にはl18に分周された500kH
zのパルス信号Aが入力され、他方の入力端子には17
25Bに分周された15.625k Hzの送受切替信
号Bが入力され、その出力はさらにナントゲート54で
反転されて32μsec毎に500kHzのパルス信号
を出したり、出さなかったりする信号Cとなる。
In the transmitting circuit 50, the clock pulse of, for example, 4 MHz generated by the oscillator 51 is divided into l/4 by the frequency divider 52,
The frequency is divided into 1/8 and 1/25B. Nantes Gate 5
One input terminal of 3 has 500kHz divided by l18.
z pulse signal A is input, and 17 is input to the other input terminal.
A transmission/reception switching signal B of 15.625kHz frequency-divided by 25B is input, and its output is further inverted by a Nant gate 54 to become a signal C that outputs or does not output a 500kHz pulse signal every 32μsec.

前記信号Cは駆動回路56によって平衡信号に変換され
、さらに接続切替回路40及び選択回路30を介して位
置検出部20の−のループコイル、例えば21−1に送
出されるが、この時、該ループコイル21−1は該信号
Cに基づく電波を発生する。
The signal C is converted into a balanced signal by the drive circuit 56, and is further sent to the - loop coil of the position detection section 20, for example 21-1, via the connection switching circuit 40 and the selection circuit 30. The loop coil 21-1 generates radio waves based on the signal C.

この際、位置検出部20のループコイル21−1付近に
て入力ベン10が略直立状態に保持されていると、波型
、波は入力ペン10のコイル152を励振し、その同調
回路15に前記信号Cに同期した誘導電圧りを発生する
At this time, if the input pen 10 is held in a substantially upright state near the loop coil 21-1 of the position detection section 20, the waveform excites the coil 152 of the input pen 10, and the tuned circuit 15 An induced voltage synchronized with the signal C is generated.

その後、信号Cにおいて信号無しの期間、即ち受信期間
に入るとともにループコイル21−1が受信回路60側
に切替えられると、該ループコイル21−1よりの電波
は直ちに消滅するが、入力ベン10の同調回路15にお
いては回路的な変化はないため、前記誘導電圧りは徐々
に減衰する。
Thereafter, when the loop coil 21-1 is switched to the receiving circuit 60 side as the signal C enters a no-signal period, that is, the receiving period, the radio wave from the loop coil 21-1 immediately disappears, but the input vent 10 Since there is no circuit change in the tuned circuit 15, the induced voltage gradually attenuates.

一方、コイル152は前記誘導電圧りに基づいて同調回
路15を流れる電流により電波を発生する。
On the other hand, the coil 152 generates radio waves by the current flowing through the tuned circuit 15 based on the induced voltage.

該電波は受信回路60に接続されたループコイル21−
1を逆に励振するため、該ループコイル21−1には誘
導電圧Eが発生する。
The radio waves are transmitted to the loop coil 21- connected to the receiving circuit 60.
1 is reversely excited, an induced voltage E is generated in the loop coil 21-1.

接続切替回路40は前記送受切替信号Bにより切替えら
れているため、送信停止期間の間のみ、ループコイル2
1−1よりの信号を取入れる。該受信信号Eは増幅器6
1により増幅され、信号Fとなり、さらに位相検波器6
2.63に送出される。
Since the connection switching circuit 40 is switched by the transmission/reception switching signal B, the loop coil 2 is switched only during the transmission stop period.
Take in the signal from 1-1. The received signal E is sent to the amplifier 6
1 and becomes a signal F, which is further amplified by phase detector 6
Sent on 2.63.

位相検波器62には前記パルス信号Aが検波信号として
入力されており、この時、受信信号Fの位相がパルス信
号Aの位相と一致していれば、ちょうど受信信号Fをプ
ラス側に反転した信号Gを出力する。該信号Gは遮断周
波数の充分低い低域フィルタ64にて電圧v11の平坦
な信号Hに変換され、処理装置70に送出される。
The pulse signal A is input as a detection signal to the phase detector 62, and at this time, if the phase of the received signal F matches the phase of the pulse signal A, the received signal F has just been inverted to the positive side. Outputs signal G. The signal G is converted into a flat signal H of voltage v11 by a low-pass filter 64 whose cut-off frequency is sufficiently low, and sent to the processing device 70.

まだ、位相検波器63にはパルス信号Aとその2倍の周
波数のパルス信号とをEXORゲート55に入力して作
成したところのパルス信号Aと同一周波数でかつ位相が
90@遅れたパルス信号A′(図示せず)が検波信号と
して入力されている。
The phase detector 63 still receives a pulse signal A that has the same frequency as the pulse signal A and is delayed in phase by 90@, which is created by inputting the pulse signal A and a pulse signal with twice the frequency to the EXOR gate 55. ' (not shown) is input as a detection signal.

この時、受信信号Fの位相がパルス信号へ゛の位相と一
致していれば、ちょうど受信信号Fをマイナス側に反転
した信号Iを出力する。該信号!は遮断周波数の充分低
い低域フィルタ65にて電圧VJの平坦な信号Jに変換
され、処理装置70に送出される。
At this time, if the phase of the received signal F matches the phase of the pulse signal, a signal I, which is exactly the negative side of the received signal F, is output. That signal! is converted into a flat signal J of voltage VJ by a low-pass filter 65 whose cut-off frequency is sufficiently low, and sent to a processing device 70.

ここで、入力ベン10においてスイッチ151がオフと
なっている場合は、前述したように同調回路15の共振
周波数における電圧と電流の位相が一致しており、従っ
て、受信信号Fとパルス信号Aの位相が一致する。而し
て、この時、信号Hのみに電圧が現われ、信号Jには電
圧は現われない。
Here, when the switch 151 at the input vent 10 is off, the phases of the voltage and current at the resonant frequency of the tuned circuit 15 match as described above, and therefore, the received signal F and the pulse signal A are in phase. The phases match. At this time, a voltage appears only in the signal H, and no voltage appears in the signal J.

また、入力ベン10においてスイッチ151がオンとな
っている場合は、前述したように同調回路15の共振周
波数における電流の位相が電圧の位相に対して所定角度
遅れており、従って、受信信号Fの位相もパルス信号A
の位相に対して所定角度遅れることになる。而して、こ
の時、信号H及びJの両方に電圧が現われる(なお、こ
の際の位相遅れが90″であれば、信号Jのみに電圧が
現われることになる。)。
Furthermore, when the switch 151 in the input vent 10 is on, the phase of the current at the resonant frequency of the tuned circuit 15 is delayed by a predetermined angle with respect to the phase of the voltage, as described above. The phase is also pulse signal A
is delayed by a predetermined angle with respect to the phase of . At this time, a voltage appears in both signals H and J (if the phase delay at this time is 90'', a voltage appears only in signal J).

処理装置70に送出された前記信号H及びJは、ここで
ディジタル信号に変換され、さらに下記式(1) 、 
 (2)に示す演算処理が施される。
The signals H and J sent to the processing device 70 are here converted into digital signals, and further expressed by the following equation (1),
The calculation process shown in (2) is performed.

v −(vl12+v 2)112   ・・・・・・
(1)X              」 V  = t a n   (V  / Vll)  
   ・’・”’(2)θ             
 j ここで、電圧Vxは入力ベン10とループコイル21−
1との距離に比例した値を示す。また、電圧V。は入力
ベン10の同調回路15における電圧と電流の位相差に
比例した値を示す。
v − (vl12 + v 2) 112 ...
(1)X''V = tan (V/Vll)
・'・”'(2) θ
j Here, the voltage Vx is between the input vent 10 and the loop coil 21-
It shows a value proportional to the distance from 1. Also, the voltage V. represents a value proportional to the phase difference between voltage and current in the tuning circuit 15 of the input vent 10.

前記電圧■8の値は、入力ベン10と電波を送受信する
ループコイル21−1が切替えられると変化し、これよ
り後述する如くして入力ベン10の位置が検出される。
The value of the voltage (1) 8 changes when the loop coil 21-1 that transmits and receives radio waves to and from the input valve 10 is switched, and the position of the input valve 10 is detected from this as will be described later.

前記電圧■。の値はスイッチ151のオン・オフのみに
よって変化するため、該電圧V。を所定の閾値電圧と比
較することによって、該スイッチ151のオンφオフが
識別される。
The voltage ■. Since the value of V changes only depending on whether the switch 151 is turned on or off, the voltage V. By comparing φ with a predetermined threshold voltage, on/off of the switch 151 is identified.

次に、第6図乃至第8図に従って、位置検出のようすを
説明する。
Next, the state of position detection will be explained according to FIGS. 6 to 8.

まず、タブレット全体の電源が投入され、測定開始状態
になると、処理装置70は位置検出部20のループコイ
ル21−1〜21−48のうち、最初のループコイル2
1−1を選択する情報を選択回路30に送り、該ループ
コイル21−1を接続切替回路40に接続する。接続切
替回路40は前述した送受切替信号Bに基づいて、ルー
プコイル21−1を送信回路50及び受信回路60に交
互に切替制御する。
First, when the entire tablet is powered on and enters the measurement start state, the processing device 70 selects the first loop coil 2 of the loop coils 21-1 to 21-48 of the position detection unit 20.
Information for selecting 1-1 is sent to the selection circuit 30, and the loop coil 21-1 is connected to the connection switching circuit 40. The connection switching circuit 40 controls switching of the loop coil 21-1 alternately to the transmission circuit 50 and the reception circuit 60 based on the transmission/reception switching signal B described above.

この際、送信回路50は32μsecの送信期間におい
て、第6図(a)に示すような500kHzの16個の
パルス信号を該ループコイル21−1へ送る(なお、第
5図では図面の都合上、そのうちの8個のみを示してい
る。)。
At this time, the transmitting circuit 50 sends 16 pulse signals of 500 kHz as shown in FIG. 6(a) to the loop coil 21-1 during a transmission period of 32 μsec (note that in FIG. 5, for convenience of drawing, , only eight of which are shown).

前記送信及び受信の切替は第6図(b)に示すように−
のループコイル、ここでは21−1に対して7回繰返さ
れる。この7回の送信及び受信の繰返し期間が、−のル
ープコイルの選択期間(448μsec )に相当する
The switching between transmission and reception is as shown in FIG. 6(b).
loop coil, here repeated seven times for 21-1. This seven-time transmission and reception repetition period corresponds to the - loop coil selection period (448 μsec).

受信回路60の位相検波器62.63の出力には−のル
ープコイルに対して7回の受信期間毎に誘導電圧が得ら
れるが、これらの誘導電圧は前述したように低域フ、イ
ルタロ4,65にて平均化され、処理装置70に送出さ
れる。該2つの誘導電圧は処理装置70にて前述した演
算処理により、入力ベン10とループコイル21−1と
の距離に比例した検出電圧Vx工に変換され、−時記憶
される。
At the output of the phase detectors 62 and 63 of the receiving circuit 60, induced voltages are obtained for the - loop coil every seven reception periods, but these induced voltages , 65 and sent to the processing device 70. The two induced voltages are converted by the processing device 70 into a detected voltage Vx which is proportional to the distance between the input valve 10 and the loop coil 21-1 and stored.

次に処理装置70はループコイル21−2を選択する情
報を選択回路30に送り、該ループコイル21−2を接
続切替回路40に接続し、入力ベン10とループコイル
21−2との距離に比例した検出電圧Vx2を得てこれ
を記憶し、以後、同様にループコイル21−3〜21−
48を順次接続切替回路40に接続し、第6図(C)に
示すような各ループコイル毎の入力ベン10との距離に
比例した検出電圧V−V(但し、第6図(C)にXi 
    X4B はその一部のみを示す。)を記憶する。
Next, the processing device 70 sends information for selecting the loop coil 21-2 to the selection circuit 30, connects the loop coil 21-2 to the connection switching circuit 40, and adjusts the distance between the input vent 10 and the loop coil 21-2. A proportional detection voltage Vx2 is obtained and stored, and thereafter the loop coils 21-3 to 21-
48 are sequentially connected to the connection switching circuit 40, and the detection voltage V-V is proportional to the distance from the input vent 10 for each loop coil as shown in FIG. 6(C). Xi
X4B shows only a part of it. ).

実際の検出電圧は第7図に示すように入力ベン10が置
かれた位置(xp )を中心として、その前後の数本の
ループコイルのみに検出電圧が発生する。
As shown in FIG. 7, the actual detected voltage is centered around the position (xp) where the input vent 10 is placed, and is generated only in several loop coils before and after the position (xp).

処理装置70は前記記憶した検出電圧の電圧値が一定の
検出レベル以上である時、これらの電圧値より後述する
如くして入力ペン10の位置を表わす座標値を算出し、
これを図示しない記憶部に転送する。
When the voltage value of the stored detection voltage is above a certain detection level, the processing device 70 calculates a coordinate value representing the position of the input pen 10 from these voltage values as described later,
This is transferred to a storage unit (not shown).

このようにして第1回目の位置検出が終了すると、処理
装置70は前記ループコイル21−1〜21−48のう
ち、最大の検出電圧が得られたルブコイルを中心として
その前後の一定数、例えば10本のループコイルのみを
選択する情報を選択回路30に送出し、前記同様にして
検出電圧を得て位置検出を行ない、得られた座標値を前
記記憶部に転送し、その値を更新する。
When the first position detection is completed in this way, the processing device 70 selects a certain number of loop coils before and after the loop coil from which the maximum detection voltage has been obtained among the loop coils 21-1 to 21-48, for example. Information for selecting only the 10 loop coils is sent to the selection circuit 30, a detection voltage is obtained in the same manner as described above, position detection is performed, and the obtained coordinate values are transferred to the storage section and the values are updated. .

一方、処理装置70は前記各検出電圧Vx□〜V  と
ともに、入力ペン10の同調回路15における電圧と電
流の位相差に比例した検出電圧V を算出し、該検出電
圧V、を常に所定の閾値θ 電圧と比較し、入力ペン10のスイッチ151のオン・
オフを識別している。
On the other hand, the processing device 70 calculates a detection voltage V which is proportional to the phase difference between voltage and current in the tuning circuit 15 of the input pen 10, as well as the detection voltages Vx□ to V, and always sets the detection voltage V to a predetermined threshold value. Compared with the θ voltage, the ON/OFF state of the switch 151 of the input pen 10 is
Identifies off.

ここで、処理装置70はスイッチ151が操作されない
、即ちオフの時の座標値は一時的な座標値として、例え
ば図示しない表示装置において該当する座標位置にカー
ソルを表示させ、また、スイッチ151が操作された、
即ちオンの時の座標値は入力すべき座標値として、例え
ば表示装置において該当する座標位置にその筆跡を表示
させることができ、従って、スイッチ151を操作しな
い状態において入力ペン10の位置を確認しながら、入
力すべき位置を該スイッチ151によって指定すること
ができる。
Here, the processing device 70 displays the coordinate values when the switch 151 is not operated, that is, when the switch 151 is off, as temporary coordinate values, for example, displays a cursor at the corresponding coordinate position on a display device (not shown), and also displays a cursor at the corresponding coordinate position on a display device (not shown). was done,
That is, the coordinate value when it is on can be used as a coordinate value to be input, and the handwriting can be displayed at the corresponding coordinate position on a display device, for example. Therefore, the position of the input pen 10 can be confirmed when the switch 151 is not operated. At the same time, the position to be input can be specified by the switch 151.

第8図は処理装置70における第2回目以降の検出動作
のタイミングを示すものである。なお、図中、レベルチ
エツクとは検出電圧の最大値が前記検出レベルに達して
いるか否か及び最大値の検出電圧を有するループコイル
がどのループコイルであるかをチエツクし、検出レベル
に達していなければ座標計算を停止し、また、次回の検
出動作において選択するループコイルの中心を設定する
FIG. 8 shows the timing of the second and subsequent detection operations in the processing device 70. In the figure, the level check refers to checking whether the maximum value of the detection voltage has reached the detection level and which loop coil has the maximum detection voltage, and checking whether the detection level has been reached. If not, the coordinate calculation is stopped, and the center of the loop coil to be selected in the next detection operation is set.

座標値xpを求める算出方法の一つとして、検」電圧v
 −■  の極大値付近の波形を適当なXI   X4
g 函数で近似し、その函数の極大値の座標を求める方法が
ある。
As one of the calculation methods for determining the coordinate value xp, the detection voltage v
-■ Waveform near the maximum value of XI X4
There is a method of approximating with a g function and finding the coordinates of the maximum value of that function.

例えば第6図(e)において、最大値の検出電圧Vx3
と、その両側の検出電圧Vx□及びVx4を2次函数で
近似すると、次のようにして算出することができる(但
し、各ループコイル21−1〜21−48の中心位置の
座標値をxi−x48とし、その間隔をΔXとする。)
。まず、各電圧と座標値より、 Vx2−a(x2−xp)   +b     −(3
)Vx3−a(x3−xp)   十b     ””
”(4)Vx4−a  (x4−xp )   +b 
    −−−(5)となる。ここで、a、bは定数(
ago)である。
For example, in FIG. 6(e), the maximum detection voltage Vx3
By approximating the detection voltages Vx□ and Vx4 on both sides thereof by a quadratic function, it can be calculated as follows (however, the coordinate values of the center positions of each loop coil 21-1 to 21-48 are -x48, and the interval is ΔX.)
. First, from each voltage and coordinate value, Vx2-a(x2-xp) +b -(3
)Vx3-a(x3-xp) 10b ””
”(4) Vx4-a (x4-xp) +b
---(5). Here, a and b are constants (
ago).

また、 x3 −x2 −ΔX              −
・−・(Q)x4−x2 =2ΔX         
−・−・・(7)となる。(6)、(7)式を(4)、
(,5)式に代入して整理すると、 xp mx”l+ΔX/2((3Vx2−4vx3+ 
vx4) / (Vx2−2 Vx3+ Vx4) 1
・・・・・・(8) となる。
Also, x3 −x2 −ΔX −
・−・(Q)x4−x2 =2ΔX
−・−・・(7). (6), (7) to (4),
Substituting into equation (,5) and rearranging, xp mx”l+ΔX/2((3Vx2-4vx3+
vx4) / (Vx2-2 Vx3+ Vx4) 1
・・・・・・(8)

従って、各検出電圧V  −V   より、前記しXi
   X4g ベルチェツクの際に求められた最大値の検出電圧及びそ
の前後の検出電圧を抽出し、これらと該最大値の検出電
圧が得られたループコイルの1つ前のループコイルの座
標値(既知)とから前述した(8)式に相当する演算を
行なうことにより、入力ペン10の座標値xpを算出で
きる。
Therefore, from each detection voltage V −V, the above Xi
X4g Extract the maximum detected voltage obtained during the bell check and the detected voltages before and after it, and extract these and the coordinate values of the loop coil immediately before the loop coil from which the maximum detected voltage was obtained (known) The coordinate value xp of the input pen 10 can be calculated by performing an operation corresponding to the above-mentioned equation (8).

なお、実施例中のループコイルの本数やその並べ方は一
例であり、これに限定されないことはいうまでもない。
Note that the number of loop coils and the arrangement thereof in the embodiments are merely examples, and it goes without saying that the present invention is not limited thereto.

第9図は本発明の入力ペン10の同調回路の他の例を示
すもので、ここでは芯体12をペン軸11内に押込んだ
時のみ、位置検出がなされるように構成した例を示す。
FIG. 9 shows another example of the tuning circuit of the input pen 10 of the present invention. Here, an example is shown in which the position is detected only when the core body 12 is pushed into the pen shaft 11. show.

即ち、スイッチ151はコンデンサ153及び155か
らなる並列回路とコイル152との間に接続されており
、芯体12をペン軸11内に押込まない状態ではスイッ
チ151がオフとなり、従って、同調回路は構成されず
、位置検出もなされず、また、芯体12をペン軸11内
に押込むとスイッチ151がオンとなり、従って、同調
回路が構成され、位置検出がなされる如くなっている。
That is, the switch 151 is connected between the parallel circuit consisting of capacitors 153 and 155 and the coil 152, and when the core 12 is not pushed into the pen barrel 11, the switch 151 is turned off, and therefore the tuning circuit is turned off. Furthermore, when the core 12 is pushed into the pen barrel 11, the switch 151 is turned on, thus forming a tuning circuit and detecting the position.

この同調回路を用いた入力ペンを使用する場合、検出し
た全ての座標値を入力値として採用することになる。
When using an input pen using this tuning circuit, all detected coordinate values are used as input values.

第10図は前述した入力ペン10を用いる位置検出装置
のタブレットの他の例を示すもので、ここではX方向及
びY方向の指定位置の座標値を検出し得る例を示す。即
ち、図中、81及び82はX方向及びY方向の位置検出
部、83及び84はX方向及びY方向の選択回路、85
及び86はX方向及びY方向の接続切替回路で、それぞ
れ前述した位置検出部20、選択回路30、接続切替回
路40と同様な構成を有しており(但し、図面の都合上
、その細部は省略する。)、該位置検出部81.82に
ついてはその各ループコイルがそれぞれX方向及びY方
向に直交する如く、互いに重ね合わされている。また、
87は処理装置で、X方向及びY方向の位置検出を交互
に行なわせるようにした点を除いて前述した処理装置7
0と同様であり、該処理装置87における第2回目以降
の座標検出動作のタイミングを第11図に示す。また、
送信回路50.受信回路60の構成は前述したタブレッ
トと同じで良い。
FIG. 10 shows another example of the tablet of the position detection device using the input pen 10 described above, and here, an example is shown in which the coordinate values of a specified position in the X direction and the Y direction can be detected. That is, in the figure, 81 and 82 are position detection units in the X direction and Y direction, 83 and 84 are selection circuits in the X direction and Y direction, and 85
and 86 are X-direction and Y-direction connection switching circuits, which have the same configurations as the position detection unit 20, selection circuit 30, and connection switching circuit 40 described above (however, due to the drawing, the details are omitted). (omitted), the respective loop coils of the position detection units 81 and 82 are superimposed on each other so as to be orthogonal to the X direction and the Y direction, respectively. Also,
87 is a processing device, which is the same as the processing device 7 described above except that the position detection in the X direction and the Y direction is performed alternately.
0, and the timing of the second and subsequent coordinate detection operations in the processing device 87 is shown in FIG. Also,
Transmission circuit 50. The configuration of the receiving circuit 60 may be the same as that of the tablet described above.

なお、これまで説明した位置検出装置のタブレットは本
発明の位置指示器を使用できるもののうちの最も好まし
い例であり、これに限定されるものではなく、例えば電
波を発生するループコイルと電波を検出するループコイ
ルとを別々となしても良く、また、この場合、電波は常
時発生させておくようにしても良い。
Note that the tablet of the position detection device described so far is the most preferable example of the device that can use the position indicator of the present invention, and is not limited thereto.For example, a loop coil that generates radio waves and a tablet that detects radio waves are used. The loop coil may be provided separately, and in this case, the radio waves may be generated at all times.

(発明の効果) 以上説明したように本発明によれば、コイルやコンデン
サ等の受動素子のみからなり、特定の周波数に同調する
同調回路を備えたため、位置検出装置のタブレットより
前記特定の周波数を有する電波が発信されると、これが
前記同調回路のコイルに受信され誘導電圧が発生し、該
誘導電圧に基4いて該同調回路のコイルは特定の周波数
を有する電波を逆に発信し、これによって位置検出装置
のタブレットに対してその位置に応じた電磁気的な変量
を与えることができる、即ち正確に位置指定することが
できるとともに、位置検出装置のタブレットとの間にケ
ーブルが不要となり、また、コイルやコンデンサ等の受
動素子からなる同調回路を設けるのみで良く、電池や磁
石等の重量のある部品が不要となるので、非常に操作性
に優れた位置指示器を実現できる等の利点がある。
(Effects of the Invention) As explained above, according to the present invention, since it is comprised only of passive elements such as coils and capacitors and is equipped with a tuning circuit that tunes to a specific frequency, the specific frequency can be detected from the tablet of the position detection device. When a radio wave with a specific frequency is transmitted, this is received by the coil of the tuned circuit and an induced voltage is generated.Based on the induced voltage, the coil of the tuned circuit transmits a radio wave with a specific frequency, thereby It is possible to give an electromagnetic variable to the tablet of the position detection device according to its position, that is, it is possible to specify the position accurately, and there is no need for a cable between the tablet of the position detection device, and It is only necessary to provide a tuning circuit consisting of passive elements such as coils and capacitors, and there is no need for heavy parts such as batteries or magnets, so there are advantages such as the ability to realize a position indicator with extremely excellent operability. .

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の位置指示器の一実施例を示す断面図、
第2図は位置指示器の同調回路の構成図、第3図は本発
明の位置指示器を用いる位置検出装置のタブレットの一
例を示す構成図、第4図はタブレットにおける送信回路
及び受信回路の詳細な構成図、第5図は第4図の各部の
波形図、第6図(a) (b) (c)はタブレットの
処理装置における基本的な検出動作を示すタイミング図
、第7図は第1回目の検出動作の際に各ループコイルよ
り得られる検出電圧を示す図、第8図は第2回目以降の
検出動作を示すタイミング図、第9図は本発明の位置指
示器の同調回路の他の例を示す構成図、第10図は本発
明の位置指示器を用いる位置検出装置のタブレットの他
の例を示す構成図、第11図は第10図のタブレットに
おける第8図と同様な図である。 10・・・入力ペン、15・・・同調回路、152・・
・コイル、153・・・コンデンサ。
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the position indicator of the present invention;
Fig. 2 is a block diagram of a tuning circuit of a position indicator, Fig. 3 is a block diagram showing an example of a tablet of a position detecting device using the position indicator of the present invention, and Fig. 4 is a block diagram of a transmitting circuit and a receiving circuit in the tablet. A detailed configuration diagram, FIG. 5 is a waveform diagram of each part in FIG. A diagram showing the detection voltage obtained from each loop coil during the first detection operation, FIG. 8 is a timing diagram showing the second and subsequent detection operations, and FIG. 9 is a tuning circuit of the position indicator of the present invention. FIG. 10 is a configuration diagram showing another example of a tablet of a position detection device using the position indicator of the present invention, and FIG. 11 is similar to FIG. 8 in the tablet of FIG. 10. This is a diagram. 10... Input pen, 15... Tuning circuit, 152...
・Coil, 153... Capacitor.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)コイルやコンデンサ等の受動素子のみからなり、
特定の周波数に同調する同調回路を備えたことを特徴と
する位置指示器。
(1) Consists only of passive elements such as coils and capacitors,
A position indicator characterized by being equipped with a tuning circuit that tunes to a specific frequency.
(2)同調回路中に該回路全体を開閉するスイッチを設
けたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の位置
指示器。
(2) The position indicator according to claim 1, characterized in that a switch for opening and closing the entire circuit is provided in the tuning circuit.
(3)ペン状の筐体及び該筐体内に軸方向に移動可能に
収納された芯体を有し、スイッチを前記芯体の移動に基
づいて開閉するよう配置したことを特徴とする特許請求
の範囲第2項記載の位置指示器。
(3) A patent claim comprising a pen-shaped housing and a core body movably housed in the housing in the axial direction, and a switch arranged to open and close based on the movement of the core body. The position indicator according to item 2 of the range.
(4)同調回路の特定の周波数に対する電圧と電流との
位相がスイッチ等の操作に基づいて変化するようになし
たことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の位置指
示器。
(4) The position indicator according to claim 1, wherein the phase of the voltage and current for a specific frequency of the tuned circuit is changed based on the operation of a switch or the like.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5736980A (en) * 1994-04-28 1998-04-07 Sharp Kabushiki Kaisha Coordinate inputting apparatus with shared line combinations of power, position and switch signals

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5736980A (en) * 1994-04-28 1998-04-07 Sharp Kabushiki Kaisha Coordinate inputting apparatus with shared line combinations of power, position and switch signals

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