JPS63115218A - Position detector - Google Patents

Position detector

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JPS63115218A
JPS63115218A JP61260473A JP26047386A JPS63115218A JP S63115218 A JPS63115218 A JP S63115218A JP 61260473 A JP61260473 A JP 61260473A JP 26047386 A JP26047386 A JP 26047386A JP S63115218 A JPS63115218 A JP S63115218A
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position detection
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loop coils
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Tsugunari Yamanami
山並 嗣也
Takahiko Funahashi
舟橋 孝彦
Toshiaki Senda
仙田 聡明
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Abstract

PURPOSE:To eliminate a need of cords and improve the operability by detecting a designated position by the induced voltage which is generated by radio transmission and reception between loop coils of a position detecting part and the tuning circuit of a position designating part. CONSTITUTION:The radio wave from a transmitting circuit 40 is transmitted between a position pointer 60 having a tuning circuit 61 and a loop coil C which is successively selected from plural loop coils of a position detecting part 4 by information sent from a processor 70 to a selecting circuit 20 and a connection switching circuit 30. In this case, the induced voltage generated in a receiving circuit 50 is converted to a detection voltage proportional to the distance between the position pointer 60 and the selected loop coil C to calculate a coordinate value indicating the position pointer 60, and designated position data is displayed on a coordinate display device with the same coordinates. By this constitution, cords are eliminated to improve the operability.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、位置指示器がどこにも接続されず、しかも位
置検出精度の高い位置検出装置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 detection device in which a position indicator is not connected anywhere and which has high position detection accuracy.

(従来の技術) 従来の位置検出装置としては、磁歪伝達媒体の一端又は
位置指示器の先端に設けた駆動コイルにパルス電流を印
加して前記磁歪伝達媒体に磁歪振動波を生起させた時点
より、位置指示器の先端又は磁歪伝達媒体の一端に設け
た検出コイルに前記磁歪振動波に基づく誘導電圧を検出
するまでの時間を処理装置等で測定し、これより位置指
示器の指定位置を算出する如くなしたものがあった。
(Prior Art) As a conventional position detection device, a pulse current is applied to a drive coil provided at one end of a magnetostrictive transmission medium or a tip of a position indicator, and magnetostrictive vibration waves are generated in the magnetostrictive transmission medium. , a processing device or the like measures the time until an induced voltage based on the magnetostrictive oscillation waves is detected in a detection coil provided at the tip of the position indicator or one end of the magnetostrictive transmission medium, and calculates the specified position of the position indicator from this. There was something I did.

また、従来の他の位置検出装置としては、複数の駆動線
と検出線とを互いに直交して配置し、駆動線に順次、電
流を流すとともに検出線を順次選択して誘導電圧を検出
し、フェライトのような磁性体を有する位置指示器で指
定した位置を大きな誘導電圧が誘起された検出線の位置
より検出するようになしたものがあった。
In addition, as another conventional position detection device, a plurality of drive lines and detection lines are arranged perpendicularly to each other, and current is sequentially applied to the drive lines and detection lines are sequentially selected to detect induced voltage. There is a device in which a position specified by a position indicator made of a magnetic material such as ferrite is detected from the position of a detection line in which a large induced voltage is induced.

(発明が解決しようとする問題点) 前者の装置では位置検出精度は比較的良好であるが、タ
イミング信号等を授受するために位置指示器と処理装置
等との間にコードを必要とし、その取扱いが著しく制限
されるとともに、位置指示器を磁歪伝達媒体に対して垂
直に保持し、かっかなり近接させて使用しなければなら
ない等の問題点があった。また、後者の装置では位置指
示器をコードレスとすることはできるが、座標位置の分
解能が線の間隔で決まり、分解能を上げるために線の間
隔を小さくするとSN比および安定度が悪くなり、従っ
て分解能を上げることが困難であり、また、駆動線と検
出線の交点の真上の位置検出が困難であり、さらに位置
指示器を線に極く接近させなければならない等の問題点
があった。
(Problem to be solved by the invention) Although the former device has relatively good position detection accuracy, it requires a code between the position indicator and the processing device to send and receive timing signals, etc. There are problems in that handling is severely restricted and the position indicator must be held perpendicular to the magnetostrictive transmission medium and used very close to it. In addition, although the position indicator in the latter device can be made cordless, the resolution of the coordinate position is determined by the line spacing, and if the line spacing is made small to increase the resolution, the S/N ratio and stability will deteriorate. It was difficult to increase the resolution, it was difficult to detect the position directly above the intersection of the drive line and the detection line, and there were other problems such as the position indicator had to be placed extremely close to the line. .

本発明はこのような従来の問題点を改善したものであり
、位置指示器がどこにも接続されず操作性が良く、かつ
高精度な位置検出が得られ、そして位置検出結果が位置
指示器の支持位置と共通の座標をもって表示されるよう
にした位置検出装置を提供することを目的とする。
The present invention has improved these conventional problems, and has good operability since the position indicator is not connected anywhere, and highly accurate position detection can be obtained, and the position detection result can be transferred to the position indicator. It is an object of the present invention to provide a position detection device that is displayed using the same coordinates as the support position.

(問題点を解決するための手段) 本発明では前記問題点を解決するため、複数のループコ
イルをX方向およびY方向にそれぞれ並設してなるX方
向およびY方向の位置検出部と、前記X方向およびY方
向の複数のループコイルより、X方向およびY方向の一
のループコイルを順次選択するX方向およびY方向の選
択回路と、前記X方向およびY方向のループコイルに供
給する所定周波数の交流信号を発生する送信回路と、前
記X方向およびY方向のループコイルに発生する誘導電
圧中、前記交流信号とほぼ同一周波数の誘導電圧を検出
する受信回路と、前記選択されたX方向およびY方向の
一のループコイルを前記送信回路および受信回路に交互
に接続するX方向およびY方向の接続切替回路と、コイ
ルとコンデンサを含み、前記交流信号が供給されたX方
向およびY方向のループコイルより発生する電波に同調
する同調回路を有する位置指示器と、前記X方向および
Y方向の各ループコイルに発生する誘導電圧より位置指
示器のX方向およびY方向の指定位置を求める処理装置
と、前記位置検出部の上方に重ね合わされていて前記処
理装置によって求められたX方向及びY方向の指定位置
データを該指定位置を共通の座標をもって表出する座標
表示用ディスプレイとにより構成した。
(Means for Solving the Problems) In order to solve the above-mentioned problems, the present invention includes a position detecting section in the X direction and the Y direction in which a plurality of loop coils are arranged in parallel in the X direction and the Y direction, respectively; an X-direction and Y-direction selection circuit that sequentially selects one loop coil in the X-direction and Y-direction from a plurality of loop coils in the X-direction and Y-direction; and a predetermined frequency that is supplied to the X-direction and Y-direction loop coils. a transmitting circuit that generates an alternating current signal; a receiving circuit that detects an induced voltage having approximately the same frequency as the alternating current signal among the induced voltages generated in the loop coil in the X direction and the Y direction; an X-direction and Y-direction connection switching circuit that alternately connects one loop coil in the Y-direction to the transmitting circuit and the receiving circuit; and an X-direction and Y-direction loop that includes a coil and a capacitor and is supplied with the AC signal. a position indicator having a tuning circuit tuned to radio waves generated by the coil; and a processing device that determines the specified position of the position indicator in the X direction and Y direction from the induced voltage generated in each of the loop coils in the X direction and the Y direction. , and a coordinate display display superimposed above the position detecting section and displaying designated position data in the X direction and Y direction determined by the processing device using common coordinates.

(実施例) 第1図は本発明の一実施例としての位置検出装置のシス
テムの構成を示すもので、図中、1は入出カバネル、2
は制御装置、3は電源装置、60は位置指示器としての
入力ペンである。
(Embodiment) Fig. 1 shows the configuration of a system of a position detection device as an embodiment of the present invention.
3 is a control device, 3 is a power supply device, and 60 is an input pen as a position indicator.

入出カバネル1は、第1図及び第2図に示すように、X
方向とY方向の各位置検出器4X。
As shown in FIGS. 1 and 2, the input/output cover panel 1 is
Each position detector 4X in direction and Y direction.

4Yよりなる位置検出部4の上に、座標表示用ディスプ
レイとしての平面型のディスプレイパネル、例えば液晶
ディスプレイパネル5が載せられ、これらが一体内に金
属等からなるケース6に収められている。
A flat display panel, for example, a liquid crystal display panel 5, as a display for displaying coordinates, is mounted on the position detection unit 4 made up of a 4Y, and these are housed in a case 6 made of metal or the like.

制御装置2は、第3図に示すように位置検出部4を制御
する位置検出制御回路7、液晶ディスプレイパネル7を
制御するディスプレイ制御回路8、及びこれらを統轄的
に制御する電子計算機9とからなっている。
As shown in FIG. 3, the control device 2 includes a position detection control circuit 7 that controls the position detection section 4, a display control circuit 8 that controls the liquid crystal display panel 7, and a computer 9 that centrally controls these. It has become.

電源装置3は、周知の整流器やトランス、DC−DCコ
ンバータ等からなり、制御装置2内の各回路に供給する
The power supply device 3 includes a well-known rectifier, transformer, DC-DC converter, etc., and supplies power to each circuit within the control device 2 .

第4図は位置検出制御回路7のX方向に係わる位置検出
制御回路と位置検出部4の構成とを示したもので、X方
向の制御を主体に記載しである。
FIG. 4 shows the position detection control circuit related to the X direction of the position detection control circuit 7 and the configuration of the position detection section 4, and mainly describes the control in the X direction.

図中、4xは位置検出部4のX方向検出器、20は選択
回路、30は受信回路、40は選択回路、50は接続切
替回路、60は位置指示器、70は電子計算機9によっ
て構成される処理装置である。
In the figure, 4x is an X-direction detector of the position detection unit 4, 20 is a selection circuit, 30 is a reception circuit, 40 is a selection circuit, 50 is a connection switching circuit, 60 is a position indicator, and 70 is an electronic computer 9. This is a processing device that

位置検出部4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CI、C2゜・・・・・・C4
8が、図中、矢印イ方向(以下、位置検出方向と称す。
The position detection unit 4 includes a plurality of loop coils, for example, 48 loop coils CI, C2°...C4, each having conductors parallel to each other.
8 is the direction of arrow A in the figure (hereinafter referred to as the position detection direction).

)に並設されてなっている。また、各ループコイル01
〜C4Bは、互いに平行で且つ重なり合う如く配置され
ている。
) are arranged in parallel. In addition, each loop coil 01
~C4B are arranged parallel to each other and overlapping each other.

該位置検出部4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。
The position detecting section 4 is constructed by connecting a large number of parallel conductors formed by etching a well-known printed circuit board with jumper wires or the like.
The plurality of loop coils described above can be used.

選択回路20は、前記複数のループコイル01〜C48
より一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01〜C4Bの一端は一の端子群21にそ
れぞれ接続され、また、他端は他の端子群22にそれぞ
れ接続されている。
The selection circuit 20 selects the plurality of loop coils 01 to C48.
One end of each of the loop coils 01 to C4B is connected to one terminal group 21, and the other end is connected to another terminal group 22, respectively.

端子群21に対応する選択接点23、および端子群22
に対応する選択接点24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一のループコイルを選択
する如くなっている。
Selection contact 23 corresponding to terminal group 21 and terminal group 22
The selection contacts 24 corresponding to the processing device 70 are interlocked with each other.
One loop coil is selected by operating based on information from the above.

該選択回路20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 20 can be realized by combining a large number of well-known multiplexers.

接続切替回路30は、前記選択回路20によって選択さ
れたーのループコイルを送信回路40および受信回路5
0に交互に接続するものであり、前記選択回路20の選
択接点23および24は、選択接点31および32にそ
れぞれ接続されている。また、送信回路40の2つの出
力端子は端子33,35に接続され、また、受信回路5
0の2つの入力端子は端子34.36に接続されている
The connection switching circuit 30 connects the loop coil selected by the selection circuit 20 to the transmitting circuit 40 and the receiving circuit 5.
0 alternately, and the selection contacts 23 and 24 of the selection circuit 20 are connected to the selection contacts 31 and 32, respectively. Further, the two output terminals of the transmitting circuit 40 are connected to the terminals 33 and 35, and the receiving circuit 5
The two input terminals of 0 are connected to terminals 34.36.

前記端子33.34に対応する選択接点31、および端
子35.36に対応する選択接点32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、送信および受
信を切替える如くなっている。
The selection contact 31 corresponding to the terminal 33.34 and the selection contact 32 corresponding to the terminal 35.36 are interlocked with each other,
It operates based on a transmission/reception switching signal, which will be described later, and switches between transmission and reception.

なお、該接続切替回路30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 30 is also realized by a well-known multiplexer.

第5図は位置検出制御回路7と位置検出部4の全体構成
図であり、第4図と同一部分には同符号を付して示し、
X方向制御の部分と同一機能のY方向制御の部分には同
一符号にダッシュを付して示している。同図において、
4xおよび4Yはそれぞれプリント基板に形成されたX
方向およびY方向の位置検出器、20および20′はX
方向およびY方向の選択回路、30および30′はX方
向およびY方向の接続切替回路で、位置検出器4X、4
Yについては第4図の位置検出部4に示すその各ループ
コイルがそれぞれX方向およびY方向に直交する如く、
互いに重ね合わされている。
FIG. 5 is an overall configuration diagram of the position detection control circuit 7 and the position detection section 4, and the same parts as in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals.
The Y-direction control portion having the same function as the X-direction control portion is indicated by the same reference numeral with a dash. In the same figure,
4x and 4Y are X formed on the printed circuit board, respectively.
position detectors in the direction and Y direction, 20 and 20' are
The direction and Y direction selection circuits 30 and 30' are connection switching circuits for the X direction and Y direction, and the position detectors 4X, 4
Regarding Y, each loop coil shown in the position detection section 4 in FIG. 4 is perpendicular to the X direction and the Y direction, respectively.
are superimposed on each other.

また処理装置70は、X方向およびY方向の位置検出を
交互に行なわせるようにしている。
Furthermore, the processing device 70 alternately performs position detection in the X direction and the Y direction.

第6図は送信回路40および受信回路50の詳細を示す
ものである。なおX方向とY方向の制御は同一であるの
で、同図はその一方を示している。同図において、41
は発振器、42は分周器、43.44はナントゲート、
45はエクスクル−シブオア(EXOR)ゲート、46
は駆動回路であり、これらは送信回路40を構成する。
FIG. 6 shows details of the transmitting circuit 40 and receiving circuit 50. Note that since the control in the X direction and the Y direction is the same, the figure shows one of them. In the same figure, 41
is an oscillator, 42 is a frequency divider, 43.44 is a Nant gate,
45 is exclusive OR (EXOR) gate, 46
is a driving circuit, and these constitute the transmitting circuit 40.

また、51は増幅器、52.53は位相検波器、54゜
55は低域フィルタ(L P F)であり、これらは受
信回路50を構成する。
Further, 51 is an amplifier, 52 and 53 are phase detectors, and 54 and 55 are low-pass filters (LPF), which constitute the receiving circuit 50.

位置指示器(以下、入力ペンと称す。)60は、コイル
とコンデンサを含む同調回路61を内蔵している。
A position indicator (hereinafter referred to as an input pen) 60 has a built-in tuning circuit 61 including a coil and a capacitor.

第7図は入力ペン60の詳細な構造を示すもので、合成
樹脂等の非金属素材からなるペン軸62の内部にその先
端寄りから、ボールペン等の芯体63と、該芯体63を
摺動自在に収容し得る透孔を備えたフェライトコア64
と、コイルバネ65と、スイッチ611.フェライトコ
ア64の周囲に巻回されたコイル612.コンデンサ6
18゜614および可変コンデンサ615からなる同調
回路61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66が取付けられてなっている。
FIG. 7 shows the detailed structure of the input pen 60, in which a core body 63 of a ballpoint pen or the like is inserted into a pen shaft 62 made of a non-metallic material such as synthetic resin from near its tip. Ferrite core 64 with a through hole that can be freely accommodated
, a coil spring 65 , and a switch 611 . A coil 612 .wound around the ferrite core 64 . capacitor 6
A tuning circuit 61 consisting of an 18.degree.

前記コンデンサ613および可変コンデンサ815は、
第8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612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812 、コンデンサ6
13および可変コンデンサ615の数値は、位置検出部
4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 613 and the variable capacitor 815 are
As shown in FIG. 8, they are connected in parallel to each other, and both ends thereof are connected to a coil 612, forming a well-known parallel resonant circuit. In addition, the coil 812 and the capacitor 6
13 and the variable capacitor 615 are selected to resonate (synchronize) with the frequency of the radio waves transmitted from each loop coil of the position detection section 4.

一方、コンデンサ814はスイッチ811を介してコイ
ル812の両端に接続されており、スイッチ611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 814 is connected to both ends of the coil 812 via a switch 811, and when the switch 611 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ettは、芯体63の先端を位置検出部
4の入力面(図示せず)に押付けることによって、該芯
体63をペン軸62内に押込むと、その後端によりコイ
ルバネ65を介して押圧され、オンする如くなっている
Note that when the switch ett pushes the tip of the core 63 into the pen barrel 62 by pressing the tip of the core 63 against the input surface (not shown) of the position detection unit 4, the coil spring 65 is activated by the rear end. It is turned on by being pressed through the switch.

処理装置70は、後述する送受切替信号および受信回路
50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 controls switching of each loop coil and calculates designated coordinate values based on a transmission/reception switching signal described later and the output of the receiving circuit 50.

次に動作について説明するが、まず、位置検出部4と入
力ベン60との間で電波が送受信されるようす、並びに
この除害られる信号について第9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 position detecting section 4 and the input vent 60, and the signal to be ablated will be described with reference to FIG.

送信回路40において、発振器41より発生した、例え
ば4MHzのクロックパルスは、分周器42で1/4 
、1/8および1/256に分周される。
In the transmitting circuit 40, a clock pulse of, for example, 4 MHz generated by the oscillator 41 is divided into 1/4 by the frequency divider 42.
, 1/8 and 1/256.

ナントゲート43の一方の入力端子には、l18に分周
された500kHzのパルス信号Aが入力され、他方の
入力端子には1/256に分周された15.825kH
z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44で反転されて、32μsec毎に500k
Hz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。
One input terminal of the Nant gate 43 receives a 500kHz pulse signal A divided by l18, and the other input terminal receives a 15.825kHz pulse signal A divided by 1/256.
The transmission/reception switching signal B of
The signal C is a signal that may or may not emit a Hz pulse signal.

該信号Cは、駆動回路46によって平衡信号に変換され
、さらに接続切替回路30および選択回路20を介して
位置検出部4の一のループコイル、例えばCiに送出さ
れるが、この時、該ループコイルCiは前記信号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 46, and is further sent to one loop coil, for example Ci, of the position detection section 4 via the connection switching circuit 30 and the selection circuit 20. The coil Ci generates radio waves based on the signal C.

この際、位置検出部4のループコイルCi付近にて入力
ペン60が略直立状態に保持されていると、該電波は入
力ベン60のコイル612を励振し、その同調回路61
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 60 is held in a substantially upright state near the loop coil Ci of the position detection section 4, the radio wave excites the coil 612 of the input pen 60, and its tuning circuit 61
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Ciが受信回路50側に
切替えられると、該ループコイルCiよりの電波は直ち
に消滅するが、入力ペン60の同調回路61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 signal C enters a no-signal period, that is, a reception period, and the loop coil Ci is switched to the reception circuit 50 side, the radio waves from the loop coil Ci disappear immediately, but the tuning circuit 61 of the input pen 60 Since there is no circuit change in , the induced voltage gradually attenuates.

一方、コイル612は、前記誘導電圧りに基づいて同調
回路61を流れる電流により電波を発生する。該電波は
受信回路50に接続されたループコイルCiを逆に励振
するため、該ループコイルCiには誘導電圧Eが発生す
る。
On the other hand, the coil 612 generates radio waves by the current flowing through the tuned circuit 61 based on the induced voltage. Since the radio wave reversely excites the loop coil Ci connected to the receiving circuit 50, an induced voltage E is generated in the loop coil Ci.

接続切替回路30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
Ciよりの信号を取入れる。該受信信号Eは、増幅器5
1により増幅され、信号Fとなり、さらに位相検波器5
2.53に送出される。
Since the connection switching circuit 30 is switched by the transmission/reception switching signal B, it accepts the signal from the loop coil Ci only during the transmission stop period. The received signal E is sent to the amplifier 5
1 and becomes a signal F, which is further amplified by phase detector 5
Sent on 2.53.

位相検波器52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54にて電圧VH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 52, 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 VH by a low-pass filter 54 having a sufficiently low cutoff frequency, and is sent to a processing device 70.

また、位相検波器53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45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。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をマイナス側に反転した信号Iを出力する。該信号I
は遮断周波数の充分低い低域フィルタ55にて電圧−V
Jの平坦な信号Jに変換され、処理装置70に送出され
る。
Further, the phase detector 53 receives a pulse signal A having the same frequency as the pulse signal A and having a phase delayed by 90 degrees, which is generated by inputting the pulse signal A and a pulse signal having twice the frequency to the EXOR gate 45. - (not shown) is input as a detection signal. At this time, if the phase of the received signal F matches the phase of the pulse signal A', a signal I that is exactly the negative inverted version of the received signal F is output. The signal I
is the voltage -V at the low-pass filter 55 whose cut-off frequency is sufficiently low.
J is converted into a flat signal J and sent to the processing device 70.

ここで、入力ベン60において、スイッチ611がオフ
となっている場合は、前述したように同調回路61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 611 is off in the input vent 60, the phases of the voltage and current at the resonant frequency of the tuned circuit 61 match as described above, and therefore, the received signal F and the pulse signal A The phases of are matched. 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60において、スイッチ811がオンと
なっている場合は、前述したように同調回路61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および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 811 is on in the input vent 60, the phase of the current at the resonant frequency of the tuned circuit 61 is delayed by a predetermined angle with respect to the phase of the voltage, as described above, and therefore, the received signal F The phase of the pulse signal A is also delayed by a predetermined angle with respect to the phase of the pulse signal A. Then,
At this time, a voltage appears in both signals H and J (note that if the phase delay at this time is 90 degrees, a voltage will appear only in signal J).

処理装置70に送出された前記信号Hおよび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 converted into digital signals, and are further expressed by the following equation (1),
The calculation process shown in (2) is performed.

V  −(VH+VJ 2) ’/”    ・・・−
・・(1)V  −t a n−’ (VJ /VH)
     −−(2)θ ここで、電圧Vxは入力ベン60とループコイルCiと
の距離に比例した値を示す。また、電圧V、は入力ベン
60の同調回路61における電圧と電流の位相差に比例
した値を示す。
V − (VH + VJ 2) '/” ...-
...(1)V-tan-' (VJ/VH)
--(2) θ Here, the voltage Vx shows a value proportional to the distance between the input vent 60 and the loop coil Ci. Further, the voltage V indicates a value proportional to the phase difference between the voltage and current in the tuning circuit 61 of the input vent 60.

前記電圧■、の値は、入力ベン60と電波を送受信する
ループコイルCi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60の位置が検出される。
The value of the voltage (2) changes when the loop coil Ci that transmits and receives radio waves to and from the input valve 60 is switched, and the position of the input valve 60 is detected from this point as described later.

前記電圧V。の値はスイッチ811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611のオン・オフが
識別される。
The voltage V. Since the value of V changes only depending on whether the switch 811 is turned on or off, the voltage V. By comparing the voltage with a predetermined threshold voltage, whether the switch 611 is on or off is identified.

次に第10図乃至第12図に従って、本発明の装置にお
ける位置検出のようすを説明する。
Next, the state of position detection in the apparatus of the present invention will be explained according to FIGS. 10 to 12.

まず、装置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4のループコイルC1−
C48のうち、最初のループコイルC1を選択する情報
を選択回路20に送り、該ループコイルCIを接続切替
回路30に接続する。
First, when the entire device is powered on and enters the measurement start state, the processing device 70 moves the loop coil C1-
Information for selecting the first loop coil C1 from C48 is sent to the selection circuit 20, and the loop coil CI is connected to the connection switching circuit 30.

接続切替回路30は前述した送受切替信号Bに基づいて
、ループコイルC1を送信回路 40および受信回路5
0に交互に切替制御する。
The connection switching circuit 30 connects the loop coil C1 to the transmission circuit 40 and the reception circuit 5 based on the transmission/reception switching signal B described above.
Switching control is performed alternately to 0.

この際、送信回路40は32μsecの送信期間におい
て、第10図(a)に示すような500kHrの16個
のパルス信号を該ループコイルC1へ送る。前記送信お
よび受信の切替は第10図(b)に示すように一のルー
プコイル、ここではC1に対して7回繰返される。この
7回の送信および受信の繰返し期間が、一のループコイ
ルの選択期間(448μsec )に相当する。
At this time, the transmitting circuit 40 sends 16 pulse signals of 500 kHz as shown in FIG. 10(a) to the loop coil C1 during a 32 μsec transmission period. The switching between transmission and reception is repeated seven times for one loop coil, here C1, as shown in FIG. 10(b). These seven transmission and reception repetition periods correspond to one loop coil selection period (448 μsec).

受信回路50の位相検波器52.53の出力には、一の
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ィ
ルタ54.55にて平均化されて、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60とループコイルC1と
の距離+’=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 52 and 53 of the receiving circuit 50, induced voltages are obtained for one loop coil every seven reception periods, and these induced voltages are passed through the low-pass filters 54.53 as described above. The signals are averaged at 55 and sent to a 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 60 and the loop coil C1 (+'), and are stored at -.

次に処理装置70はループコイルCIを選択する情報を
選択回路20に送り、該ループコイルC2を接続切替回
路30に接続し、入力ベン60とループコイルC2との
距離に比例した検出電圧vX□を得てこれを記憶し、以
後、同様にループコイル03〜C48を順次接続切替回
路30に接続し、第10図(C)に示すような各ループ
コイル毎の入力ベン60との距離に比例した検出電圧V
X1〜V  (但し、第10図(e)にはその一部のみ
を示す。)を記憶する。
Next, the processing device 70 sends information for selecting the loop coil CI to the selection circuit 20, connects the loop coil C2 to the connection switching circuit 30, and generates a detection voltage vX□ proportional to the distance between the input vent 60 and the loop coil C2. After that, the loop coils 03 to C48 are sequentially connected to the connection switching circuit 30 in the same way, and the distance between each loop coil and the input bend 60 is proportional to the distance as shown in FIG. 10(C). detected voltage V
X1 to V (however, only a part of them is shown in FIG. 10(e)) is stored.

実際の検出電圧は第11図に示すように、入力ベン60
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Va−Vgが発生する
The actual detected voltage is as shown in FIG.
Detection voltage Va-Vg is generated only in several loop coils before and after the position (xp) where is placed as the center.

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入力ベン
60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 values of the stored detection voltages are above a certain detection level, the processing device 70 calculates coordinate values representing the position of the input ben 60 from these voltage values, and transfers the coordinate values to a storage section (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C1〜C4gのうち、最大
の検出電圧が得られたループ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20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 detects a certain number of loop coils, for example, 10, around the loop coil from which the maximum detected voltage is obtained among the loop coils C1 to C4g. Information for selecting only the loop coil is sent to the selection circuit 20, 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vx1〜V  と
ともに、入力ベン60の同調回路61に4B 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 電圧と比較している。従って、この際、入力ペン60の
スイッチ611をオンすると、処理装置70は前記比較
結果よりこれを検出し、この時点における前記座標値を
入力値として、図示しない他の電子計算機等に送出する
On the other hand, the processing device 70 calculates a detection voltage V which is proportional to the phase difference between the voltage and current at 4B in the tuning circuit 61 of the input vent 60, together with the detection voltages vx1 to V, and calculates the detection voltage V. is constantly compared with a predetermined threshold θ voltage. Therefore, at this time, when the switch 611 of the input pen 60 is turned on, the processing device 70 detects this from the comparison result and sends the coordinate value at this point as an input value to another computer, etc. (not shown).

第12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
チェッ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、およ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ェックし、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. 12 shows the timing of the second and subsequent detection operations in the processing device 70. In addition, in the figure, level check means 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.

このようにして検出された各座標値は該検出毎に、ディ
スプレイ制御回路8の制御によって、液晶ディスプレイ
パネル5に表出される。
Each coordinate value detected in this manner is displayed on the liquid crystal display panel 5 under the control of the display control circuit 8 each time it is detected.

第13図はディスプレイ制御回路8の詳細を示すもので
あり、位置検出部4で次々に指示されたX方向データお
よびY方向データからなる位置データは、電子計算機9
に入力された後、ディスプレイメモリ81に於いて一定
の順序に従って並べられて記憶されるとともに、その位
置データはディスプレイプロセッサたるコントローラ 
82からのタイミングパルスにより順次読み出されてX
方向ドライバ83、Y方向ドライバ84に出力される。
FIG. 13 shows details of the display control circuit 8. Position data consisting of X-direction data and Y-direction data sequentially instructed by the position detection section 4 is sent to the computer 9.
After being input into the display memory 81, the position data is arranged and stored in a certain order, and the position data is sent to the controller, which is a display processor.
are read out sequentially by timing pulses from 82
It is output to a direction driver 83 and a Y direction driver 84.

また、これらのX方向ドライバ83およびY方向ドライ
バ84には、コントローラ82のタイミングパルスに同
期して、スキャニングパルス発生器85が発するスキャ
ニングパルスが入力され、各ドライバ83.84はディ
スプレイパネル5に上記X方向およびY方向の一データ
を入力し、従って位置検出部4上に指示した位置をディ
スプレイパネル5上の同一位置に表示する。すなわち、
位置検出部4上に重ねたディスプレイパネル5の上から
入力ペン60で書いた文字や図形の筆跡が、ディスプレ
イパネル5上に光表示によって同一筆跡にて表示される
。従ってディスプレイパネル5と電子計算機9との間に
文字編集装置を備えれば、位置検出部4上に入力した文
字を修正してディスプレイパネル5上に表示したり、追
加、削除などの文書編集が可能となる。
Furthermore, scanning pulses generated by a scanning pulse generator 85 are inputted to these X-direction drivers 83 and Y-direction drivers 84 in synchronization with the timing pulses of the controller 82, and each driver 83, 84 causes the display panel 5 to receive the above-mentioned scanning pulses. One piece of data in the X direction and the Y direction is input, and accordingly, the position specified on the position detection section 4 is displayed at the same position on the display panel 5. That is,
The handwriting of characters and figures written with the input pen 60 from above the display panel 5 overlaid on the position detection unit 4 is displayed in the same handwriting on the display panel 5 by optical display. Therefore, if a character editing device is provided between the display panel 5 and the computer 9, the characters input on the position detection unit 4 can be corrected and displayed on the display panel 5, and the text can be edited such as additions and deletions. It becomes possible.

(発明の効果) 以上説明したように本発明によれば、位置検出部のルー
プコイルより、同調回路を有する位置指示器に対して電
波を送信するとともに、該同調回路より逆に発信される
電波をループコイルで受信し、この際発生する誘導電圧
を検出することにより位置指示器の指定位置を検出する
ようになしたため、位置指示器側には同調回路を設ける
のみで良く、コードが不要となり且つ電池や磁石等の重
量のある部品が不要となり、その分、操作性が良くなる
。また、位置検出部に特別な部品を必要としないため、
大型化でき、電子黒板等への適用が可能となる。そして
座標表示用ディスプレイには、位置指示器の指定位置が
同一座標をもって表出されるので、位置指示器の軌跡を
目視によって確認しながら座標入力をすることが可能と
なる。
(Effects of the Invention) As explained above, according to the present invention, radio waves are transmitted from the loop coil of the position detection unit to the position indicator having a tuned circuit, and radio waves are transmitted from the tuned circuit in the opposite direction. The specified position of the position indicator is detected by receiving the signal in the loop coil and detecting the induced voltage generated at this time, so it is only necessary to provide a tuning circuit on the position indicator side, eliminating the need for a cord. In addition, heavy parts such as batteries and magnets are not required, and operability is improved accordingly. In addition, since no special parts are required for the position detection unit,
It can be made larger and can be applied to electronic whiteboards, etc. Since the designated position of the position indicator is displayed with the same coordinates on the coordinate display, it is possible to input the coordinates while visually confirming the locus of the position indicator.

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

第1図は本発明の一実施例を示す位置検出装置のシステ
ム図、第2図は入出カバネルの断面図、第3図は制御装
置のブロック図、第4図は位置検出制御回路と位置検出
部の基本構成図、第5図は位置検出制御回路と位置検出
部の全体構成図、第6図は送信回路および受信回路の詳
細な構成を示す図、第7図は入力ペンの具体的な構成を
示す図、第8図は同調回路の構成図、第9図は第6図の
各部の波形図、第10図は本発明における基本的な検出
動作を示すタイミング図、第11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12図は第2回目以降の検出動作を示すタイミング
図、第13図はディスプレイ制御回路図である。 4・・・位置検出部、5・・・液晶ディスプレイパネル
、Cl−C48・・・ループコイル、20・・・選択回
路、30・・・接続切替回路、40・・・送信回路、5
0・・・受信回路、60・・・位置指示器、61・・・
同調回路、fill・・・スイッチ、70・・・処理装
置、4X・・・X方向位置検出器、4Y・・・Y方向位
置検出器。
Fig. 1 is a system diagram of a position detection device showing an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a sectional view of an input/output cover panel, Fig. 3 is a block diagram of a control device, and Fig. 4 is a position detection control circuit and position detection. Figure 5 is a diagram showing the overall configuration of the position detection control circuit and position detection unit, Figure 6 is a diagram showing the detailed configuration of the transmitting circuit and receiving circuit, and Figure 7 is a diagram showing the specific configuration of the input pen. 8 is a diagram showing the configuration of the tuning circuit, FIG. 9 is a waveform diagram of each part of FIG. 6, FIG. 10 is a timing diagram showing the basic detection operation in the present invention, and FIG. FIG. 12 is a timing diagram showing detection voltages obtained from each loop coil during the first detection operation, FIG. 12 is a timing chart showing the second and subsequent detection operations, and FIG. 13 is a display control circuit diagram. 4... Position detection unit, 5... Liquid crystal display panel, Cl-C48... Loop coil, 20... Selection circuit, 30... Connection switching circuit, 40... Transmission circuit, 5
0... Receiving circuit, 60... Position indicator, 61...
Tuning circuit, fill... switch, 70... processing device, 4X... X direction position detector, 4Y... Y direction position detector.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)複数のループコイルをX方向およびY方向にそれ
ぞれ並設してなるX方向およびY方向の位置検出部と、 前記X方向およびY方向の複数のループコイルより、X
方向およびY方向の一のループコイルを順次選択するX
方向およびY方向の選択回路と、前記X方向およびY方
向のループコイルに供給する所定周波数の交流信号を発
生する送信回路と、 前記X方向およびY方向のループコイルに発生する誘導
電圧中、前記交流信号とほぼ同一周波数の誘導電圧を検
出する受信回路と、 前記選択されたX方向およびY方向の一のループコイル
を前記送信回路および受信回路に交互に接続するX方向
およびY方向の接続切替回路と、コイルとコンデンサを
含み、前記交流信号が供給されたX方向およびY方向の
ループコイルより発生する電波に同調する同調回路を有
する位置指示器と、 前記X方向およびY方向の各ループコイルに発生する誘
導電圧より位置指示器のX方向およびY方向の指定位置
を求める処理装置と、 前記位置検出部の上方に重ね合わされていて前記処理装
置によって求められたX方向及びY方向の指定位置デー
タを該指定位置を共通の座標をもって表出する座標表示
用ディスプレイとからなる 位置検出装置。
(1) An X-direction and a Y-direction position detection unit formed by arranging a plurality of loop coils in parallel in the X-direction and a Y-direction, respectively;
X to sequentially select one loop coil in the direction and Y direction
and a transmission circuit that generates an AC signal of a predetermined frequency to be supplied to the loop coils in the X and Y directions; a receiving circuit that detects an induced voltage having approximately the same frequency as an AC signal; and connection switching in the X and Y directions that alternately connects the selected loop coils in the X and Y directions to the transmitting circuit and the receiving circuit. a position indicator having a tuning circuit that includes a coil and a capacitor and is tuned to radio waves generated by the loop coils in the X and Y directions to which the AC signal is supplied; and each of the loop coils in the X and Y directions. a processing device that determines the designated position of the position indicator in the X and Y directions from the induced voltage generated in the position; A position detection device comprising a coordinate display display that displays data at the specified position using common coordinates.
(2)スイッチ等の操作に基づいて電圧と電流との位相
を可変となした同調回路を有する位置指示器を用い、受
信回路で検出した誘導電圧の位相から位置指示器におけ
る前記スイッチ等の状態を検出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項記載の位置検出装置。
(2) Using a position indicator that has a tuned circuit that changes the phase of voltage and current based on the operation of a switch, etc., the state of the switch, etc. in the position indicator is determined based on the phase of the induced voltage detected by the receiving circuit. 2. The position detection device according to claim 1, wherein the position detection device is configured to detect.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02162410A (en) * 1988-12-15 1990-06-22 Wacom Co Ltd Coordinate input device and its input pointor
US5576735A (en) * 1991-09-13 1996-11-19 Kabushiki Kaisha Wakomu Coordinates detecting apparatus with display unit of a type having separate control unit

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US5576735A (en) * 1991-09-13 1996-11-19 Kabushiki Kaisha Wakomu Coordinates detecting apparatus with display unit of a type having separate control unit

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