JP2001142627A - 座標読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単なシステム構成で搬送周波数と同じ周波
数の信号を受けても記録データを有効に保護するセキュ
リティ性の高い座標読取装置を提供すること。 【解決手段】 本発明の電子黒板１は、搬送波を発振し
交番磁界を発生する発振回路と、搬送波を変調する変調
回路を備えた送信部であるペン６０と、この交番磁界と
磁気結合可能な複数のセンスコイル２３と、Ｘ、Ｙコイ
ル切り替え回路５０ａ，５０ｂと、入力された信号を周
波数により異なるゲインで増幅する増幅器５０ｃと、増
幅された信号を振幅検波する振幅検波回路５１と、検波
されたセンスコイル２３単位での信号をサンプルアンド
ホールドするＡ／Ｄ変換回路５２及びＲＡＭ５９とを備
え、記憶された振幅の最大値と最小値の差とを比較し
て、振幅の最大値と最小値の差が所定範囲の場合のみに
入力を許可する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、交番磁界を発生す
る送信部からの入力の許可手段を備えた座標読取装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】ホワイトボード上にマーカーペンで文字
や図形を描くと、ペンに内蔵された送信部が所定の周波
数の交番磁界を発生させて、この交番磁界と磁気結合す
ることによりボード上の送信部の座標を読み取って、文
字や図形をディジタルデータとしてコンピュータ等に記
録する、いわゆる電子黒板が提案されている。この電子
黒板は、例えば送信部から特定の変調波で変調した搬送
波を信号として送信し、受信部において搬送波の振幅情
報により送信部の位置を座標として認識するとともに、
変調周波数によりペンの色等の属性を認識するものがあ
る。このような構成の電子黒板であれば、ペンの種類を
使い分けることもでき、多様な記録ができるので好まし
いものである。しかし、他の交番磁界を発生する発振コ
イルや、ノイズを外部から受けたりした場合、受信部に
信号が入力され、コンピュータに記録されたデータが改
ざんされたり、消去されてしまうおそれがあるという問
題があった。そこで、特開昭６３−２６６５１８号公報
のようにペン側から発信される特定の周波数の信号をボ
ード側で受信することにより、ボード上のペンの位置情
報及びペン自体の識別情報を検出し、データのセキュリ
ティーを保持するペン入力装置のようなものが提案され
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特定の
周波数の入力のみを許可したとしても、ペンと同じ特定
の周波数を発振する磁気コイル等はもちろん、外部から
の多様な周波数を含む磁気的なノイズに対しては入力す
ることを禁止することはできず、セキュリティーが保持
できないという問題があった。

【０００４】この発明は上記課題を解決するものであ
り、簡単なシステム構成で、搬送周波数と同じ周波数の
信号を受けても記録されたデータを有効に保護する、セ
キュリティー性の高い座標読取装置を提供することを目
的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、請求項１に係る発明の座標読取装置では、搬送波を
発振し交番磁界を発生する第１の発振回路と、変調波を
発振する第２の発振回路と、前記変調波で少なくとも前
記搬送波の振幅を変調する変調回路とを備えた送信部
と、当該送信部の交番磁界と磁気結合可能な複数のセン
スコイルと、前記複数のセンスコイルからの入力を切り
替えるセンスコイル切り替え手段と、前記センスコイル
から入力された信号を周波数により異なるゲインで増幅
する増幅器と、前記増幅器で増幅された信号を復調する
復調回路と、前記増幅器で増幅された信号を振幅検波す
る振幅検波回路と、前記振幅検波回路で検波されたセン
スコイル単位での信号の振幅の所定部分の値を測定し記
憶するサンプリング手段と、前記サンプリング手段によ
り記憶された振幅の所定部分の値と、予め定められた所
定範囲の値とを比較する比較手段と、前記比較手段によ
り振幅の所定部分の値が前記所定範囲内にあるとされた
場合に入力を許可する入力許可手段とを備えた受信部と
を備えたことを特徴とする。

【０００６】この構成に係る座標読取装置では、センス
コイルから入力された信号を周波数により異なるゲイン
で増幅する増幅器を備え、振幅検波回路により増幅器で
増幅された信号を、振幅検波するとともに、サンプリン
グ手段により、振幅検波回路で検波されたセンスコイル
単位での信号の振幅の所定部分の値を測定し記憶し、増
幅器のゲインの特性から導かれる予め定められた所定範
囲の値と比較手段により比較することで、その送信源
が、本座標読取装置を構成するペンであるか否かを判断
できる。そして、比較手段により振幅の所定部分の値が
所定範囲内にあるとされた場合のみに入力許可手段によ
り入力を許可することで、本座標読取装置を構成するペ
ン以外からの入力を禁止することができる。従って、搬
送波の周波数と同じ周波数の信号を受けても記録された
データを有効に保護する、セキュリティー性の高い座標
読取装置とすることができる。

【０００７】請求項２に係る発明の座標読取装置では、
請求項１に記載の座標読取装置の構成に加えて、前記サ
ンプリング手段は、前記振幅検波回路で検波されたセン
スコイル単位での信号の振幅の所定部分の最大値と最小
値を測定して記憶するものであり、前記比較手段は、前
記サンプリング手段により記憶された振幅の最大値と最
小値の差と、予め定められた所定範囲の値とを比較する
ものであり、前記入力許可手段は、前記比較手段により
振幅の最大値と最小値の差が前記所定範囲内にあるとさ
れた場合に入力を許可するものであることを特徴とす
る。

【０００８】この構成に係る座標読取装置では、サンプ
リング手段によって振幅検波回路で検波されたセンスコ
イル単位での信号の振幅の所定部分の最大値と最小値を
測定して記憶し、比較手段で記憶された振幅の最大値と
最小値の差と、予め定められた所定範囲の値とを比較し
て、入力許可手段において比較手段により振幅の最大値
と最小値の差が前記所定範囲内にあるとされた場合のみ
に入力を許可するようにすることができる。そのため、
振幅の最大値と最小値の差を、送信部から発信される信
号に予め故意に異なる周波数を異なる振幅で含ませるこ
とで、振幅の最大値と最小値の差を、特定のＩＤ信号と
することができる。従って、搬送波の周波数と同じ周波
数の信号を受けても記録されたデータを有効に保護す
る、さらにセキュリティー性の高い座標読取装置とする
ことができる。

【０００９】請求項３に係る発明の座標読取装置では、
請求項１又は請求項２に記載の座標読取装置の構成に加
え、前記サンプリング手段は、前記振幅検波回路で検波
されたセンスコイル単位での信号の振幅の所定部分の複
数の値を測定し記憶するものであり、前記受信部は、前
記サンプリング手段により記憶された振幅の複数の値の
平均値に基づいて座標を算出する位置検出手段を備えた
ことを特徴とする。

【００１０】この構成に係る座標読取装置では、サンプ
リング手段により、振幅検波回路で検波されたセンスコ
イル単位での信号の振幅の所定部分において複数の値を
測定し記憶し、その複数の値の平均値に基づいて受信部
で座標を算出するため、ノイズによるピーク値などの検
波回路出力の変動に拘わらず、送信部の座標を正確に算
出できる。

【００１１】請求項４に係る発明の座標読取装置では、
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の座標読取装置
の構成に加え、前記変調回路は、前記変調波で前記搬送
波の振幅を変調すると同時にＦＳＫ変調するＦＳＫ変調
回路であり、前記復調回路は、前記増幅器で増幅された
信号をＦＳＫ復調するＦＳＫ復調回路であることを特徴
とする。

【００１２】この構成に係る座標読取装置では、変調回
路が変調波で搬送波の振幅を変調すると同時にＦＳＫ変
調するＦＳＫ変調回路であり、復調回路が、増幅器で増
幅された信号をＦＳＫ復調するＦＳＫ復調回路であるた
め、振幅が変化せず、周波数のみ変化するのでペンの色
などのペンの属性をより正確に検出できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、この発明に係る座標読取装
置を、好ましい実施の形態である電子黒板１により説明
する。

【００１４】図１は、電子黒板１の主要構成を示す外観
斜視図である。図１に示すように、電子黒板１は、送信
部であるペン６０と、受信部である筆記パネル１０とか
ら構成されるが、まず、送信部であるペン６０の主要構
成について図３及び図８を参照して説明する。図３は、
ペン６０の内部構造を示す説明図であり、図８は、図３
に示すペン６０の電気的構成を示す説明図である。

【００１５】図３に示すようにペン６０には円筒形状の
胴体部６１ａと、この胴体部６１ａの後端に着脱可能に
取り付けられた蓋６１ｃとが備えられている。胴体部６
１ａの内部には、発振コイルＬ１と、矢印Ｆ２で示す方
向に取り出し可能なインクカートリッジ６３と、このイ
ンクカートリッジ６３に挿入されたペン先６２と、発振
コイルＬ１から交番磁界を発生させるための発振回路等
が実装された回路基板６９と、この回路基板６９に電気
を供給する電源である電池７０とが設けられている。こ
の発振コイルＬ１は、内径が１５ｍｍ程度で長さが１５
ｍｍ程度に２００回巻きされて環状に形成される。ま
た、筆記面２１ａ（図１参照）と当接するペン先６２の
先端からおよそ２０ｍｍ程度離して配置されている。

【００１６】また、インクカートリッジ６３と回路基板
６９との間には、回路基板６９等への電気の供給及び遮
断を行うための押しボタン式のスイッチ６７が設けられ
ている。スイッチ６７は、ペン先６２を筆記面２１ａに
押し付け、インクカートリッジ６３が矢印Ｆ１で示す方
向へ移動するとＯＮし、筆記を中止すると、スイッチ６
７内のばねにより矢印Ｆ２で示す方向へ戻りＯＦＦす
る。つまり、ペン６０によって筆記面２１ａに筆記を行
っているときのみ発振コイルＬ１から交番磁界が発生す
る。

【００１７】図８に示すように、回路基板６９（図３参
照）に実装された回路は、インクの色やペン先６２（図
３参照）の太さ等のペン６０（図３参照）の属性（以
下、適宜ペン属性という）毎に異なる変調波の周波数
（以下、適宜変調周波数という）ｆｍが設定されたＣＲ
発振回路６９ｅと、このＣＲ発振回路６９ｅから発振さ
れた信号を搬送する搬送波を発振するＬＣ発振回路６９
ｃと、このＬＣ発振回路６９ｃの発振周波数をＣＲ発振
回路６９ｅの変調周波数ｆｍによってＦＳＫ（Ｆｒｅｑ
ｕｅｎｃｙ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）変調するＦＳ
Ｋ回路６９ｄとから構成される。搬送波の発振周波数
は、ＬＣ発振回路６９ｃを構成するインダクタンスであ
る発振コイルＬ１及びキャパシタンスであるコンデンサ
Ｃ２，Ｃ３によって決定され、変調周波数ｆｍは、ＣＲ
発振回路６９ｅを構成するコンデンサＣ５及び抵抗Ｒ
２、可変抵抗Ｒ３によって決定される。また、搬送波の
発振周波数の周波数偏移は、ＦＳＫ回路６９ｄのコンデ
ンサＣ４の容量によって決定される。このとき、コンデ
ンサＣ２，Ｃ３, Ｃ４の容量の設定によっては、変調さ
れた信号において、周波数が異なるときに異なる振幅に
なるような設定が可能である。

【００１８】ここで、図２２（Ａ）は、従来用いられて
いる送信部から送信される信号波形を示す。図２２
（Ｂ）は、本実施の形態の送信部であるペン６０（図３
参照）から送信される信号波形を示す。従来は、図２２
（Ａ）に示すように、コンデンサＣ２，Ｃ３, Ｃ４の容
量等の設定によって、周波数が変調された場合でも、そ
の振幅が変化しないようし、ＡＭ成分が含まれないよう
に設定されていたが、本実施の形態のペン６０では、図
２２（Ｂ）に示すように、周波数が変調された場合に
は、搬送波の振幅が変化し、周波数が異なるときに異な
る振幅になるようにし、故意にＡＭ成分が含まれるよう
に設定されている。

【００１９】ペン属性と変調周波数ｆｍとの関係は、そ
の関係を説明する図１０（Ａ）に示すように設定されて
いる。図１０（Ａ）において、「細」とはペン先６２
（図３参照）が細いことを示しており、「太」とはペン
先６２が太いことを示す。例えば、「黒太」とは、ペン
先６２が太く黒色インクを使用するペン６０（図３参
照）を示す。なお、イレーサ４０（図１参照）も発振コ
イルＬ１を内蔵しており、その発振コイルＬ１から発生
した交番磁界によってセンスコイル２３（図４参照）に
発生した信号に基づいてイレーサ４０による消去範囲を
演算するため、イレーサ４０にも変調周波数ｆｍを割り
当て、ペン６０と識別する。

【００２０】図８において、スイッチ６７がＯＮする
と、電池７０の電気が各回路に供給され、ＣＲ発振回路
６９ｅの集積回路ＩＣ３の出力がＦＳＫ回路６９ｄのＭ
ＯＳＦＥＴのゲートをスイッチングし、コンデンサＣ３
とコンデンサＣ４を並列に接続することで静電容量を変
化させ、もってＬＣ発振回路６９ｃから発振した搬送波
がＣＲ発振回路６９ｅから発振された信号によって周波
数変調される。本実施の形態では、搬送波の中心周波数
は、４１０ｋＨｚであり、周波数偏移は±２０ｋＨｚで
ある。また、本実施の形態では、集積回路ＩＣ１は東芝
製のＴＣ７ＳＬＵ０４Ｆであり、集積回路ＩＣ２及びＩ
Ｃ３は共に東芝製のＵ０４である。また、ＭＯＳ ＦＥ
Ｔは２ＳＫ２１５８である。抵抗Ｒ１及びＲ２は共に１
ＭΩであり、可変抵抗Ｒ３の可変範囲は０Ω〜１ＭΩで
ある。コンデンサＣ４，Ｃ５は、それぞれ５６０ｐＦ，
１００ｐＦであり、コンデンサＣ２，Ｃ３は共に１５０
０ｐＦである。さらに、電池７０は、ＬＲ４４であり、
その電圧は約１．５Ｖである。

【００２１】次に本実施の形態に係る電子黒板１の受信
部である筆記パネル１０の構成について図１及び図２を
参照して説明する。ここで図２は、図１に示す電子黒板
１にパーソナルコンピュータ（以下、ＰＣと略記す
る。）１００及びプリンタ２００を接続した状態を示す
説明図である。

【００２２】図１に示すように、電子黒板１には、筆記
パネル１０と、筆記面２１ａに筆記を行うためのペン６
０と、筆記された軌跡及びその軌跡を示すデータを消去
するためのイレーサ４０とが備えられている。筆記パネ
ル１０には、枠状のフレーム１１が備えられており、そ
のフレーム１１には、筆記パネル本体２０が組み込まれ
ている。フレーム１１の前面下端には、その下端に沿っ
て板状の台１２が前面に張り出す形で取り付けられてい
る。台１２の上面には、ペン６０を差して収容するため
のスタンド状の複数の凹部１２ａが形成されている。そ
の凹部１２ａの右側には、イレーサ４０等を置くための
平面部１２ｂが形成されている。

【００２３】フレーム１１の前面右側には、操作部３０
が設けられている。操作部３０には、操作音や警告音等
の音を再生するスピーカ３１と、筆記面２１ａに筆記さ
れた内容を示すデータ（以下筆記データと略称する。）
を記憶したページ数を７セグメントのＬＥＤによって表
示するページ数表示ＬＥＤ３２と、押す毎に１ページず
つ戻るページ戻りボタン３３と、押す毎に１ページずつ
送るページ送りボタン３４と、記憶されている筆記デー
タを押す毎に１ページずつ消去する消去ボタン３５と、
記憶されている筆記データをプリンタ２００（図２参
照）へ出力するために押すプリンタ出力ボタン３６と、
記憶されている筆記データをＰＣ１００（図２参照）へ
出力するために押すＰＣ出力ボタン３７と、各種の警告
を報知する報知用ＬＥＤ３９と、この電子黒板１を起動
するために押す電源ボタン３８とが設けられている。

【００２４】フレーム１１の前面下部には、この電子黒
板１の電源となる単２乾電池１４ａを４本収容するバッ
テリーケース１４が設けられており、そのバッテリーケ
ース１４の前面には、蓋１４ｂが開閉可能に取り付けら
れている。バッテリーケース１４の右側には、スピーカ
３１のボリューム調節つまみ１３ｃが設けられており、
その右側には、コネクタ１３ｂ，１３ａが設けられてい
る。図２に示すように、コネクタ１３ｂには、プリンタ
２００と接続された接続ケーブル２０４のプラグ２０２
が接続され、コネクタ１３ａには、ＰＣ１００と接続さ
れた接続ケーブル１０４のプラグ１０２が接続される。
つまり、電子黒板１の筆記面２１ａに筆記された内容を
示す筆記データをＰＣ１００へ出力し、ＰＣ１００に備
えられたモニタ１０３により、電子黒板１に筆記された
内容を見ることができる。また、筆記データをプリンタ
２００へ出力し、電子黒板１に筆記された内容を印刷用
紙２０３に印刷することもできる。

【００２５】また、図１に示すようにフレーム１１の裏
面上端の両端部には、この電子黒板１を壁に掛けるため
の金具１５，１５が取り付けられている。本実施の形態
では、筆記面２１ａの高さＨ１は９００ｍｍであり、幅
Ｗ１は６００ｍｍである。また、フレーム１１及び台１
２は、ＰＰ（ポリプロピレン）等の合成樹脂により軽量
に形成されており、電子黒板１の総重量は１０ｋｇ以下
である。

【００２６】次に、筆記パネル本体２０の構造について
図４を参照して説明する。図４は、筆記パネル本体２０
の各構成部材を示す説明図である。筆記パネル本体２０
は、筆記面２１ａを有する筆記シート２１と、板状のパ
ネル２２と、センスコイル２３が敷設された枠形状の取
付パネル２４と、板状のバックパネル２５とを順に積層
した構造である。この実施の形態では、筆記シート２１
は、貼り合わされたＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレー
ト）フィルムにより厚さ０．１ｍｍに形成されており、
パネル２２は、アクリル樹脂、ＡＢＳ（アクリロニトリ
ル−ブタジエン−スチレン共重合体）、ＰＣ（ポリカー
ボネート）等により厚さ３．０ｍｍに形成されている。
また、取付パネル２４は、発泡スチロール等の発泡樹脂
製材料により厚さ４０ｍｍに形成されており、バックパ
ネル２５は、アルミニウム等の導電性材料により厚さ
１．０ｍｍに形成されている。さらに、筆記パネル本体
２０の各端部を挟持するフレーム１１の全体の厚さは５
０ｍｍである。

【００２７】次に、センスコイル２３の構成について図
５を参照して説明する（以下、適宜センスコイル２３を
単にコイルと略する）。図５（Ａ）は、図４に示すセン
スコイル２３の構成を一部を省略して示す説明図であ
り、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）に示すセンスコイル２３
の幅及び重ねピッチを示す説明図である。なお、以下の
説明では、センスコイル２３のうちＸ軸方向に配列され
たセンスコイルをＸコイルと称し、Ｙ軸方向に配列され
たセンスコイルをＹコイルと称する（図４参照）。図５
（Ａ）に示すように、Ｘ軸方向には、ペン６０及びイレ
ーサ４０（図１参照）の（Ｘ、Ｙ）座標のＸ座標を検出
するためのＸ１〜ＸｍのＸコイルがｍ本配置されてお
り、Ｙ軸方向には、Ｙ座標を検出するためのＹ１〜Ｙｎ
のＹコイルがＸコイルと直交してｎ本配置されている。
Ｘコイル及びＹコイルは、それぞれが略矩形状に形成さ
れており、矩形部分の長辺の長さはそれぞれＰ２Ｙ，Ｐ
２Ｘである。

【００２８】図５（Ｂ）に示すように、Ｘコイルの矩形
部分の短辺の長さが、それぞれ幅Ｐ１に形成されてお
り、隣接するＸコイルは、幅Ｐ１の２分の１のピッチで
それぞれ重ねられている。Ｙコイルもそれぞれ幅Ｐ１に
形成されており、隣接するＹコイルは、幅Ｐ１の２分の
１のピッチでそれぞれ重ねられている。また、Ｘコイル
の各端子２３ａは、Ｘコイル切り替え回路５０ａに接続
されており、Ｙコイルの各端子２３ｂは、Ｙコイル切り
替え回路５０ｂに接続されている（図９参照）。一例と
して、この実施の形態では、Ｐ１＝５０ｍｍであり、Ｐ
２Ｘ＝６８０ｍｍであり、Ｐ２Ｙ＝９８０ｍｍである。
また、ｍ＝２２であり、ｎ＝３４である。さらにＸコイ
ル及びＹコイルは、共に表面に絶縁皮膜層（例えば、エ
ナメル層）を有する直径０．３４５ｍｍの銅線により形
成されている。

【００２９】次に、受信部である電子黒板１の筆記パネ
ル１０の主な電気的構成について図９，図１０（Ｂ）を
参照して説明する。図９は、電子黒板１の電気的構成を
ブロックで示す説明図であり、図１０（Ｂ）は、図９の
中のＡ，Ｂ，Ｃ点における信号を示す説明図である。

【００３０】前述のように構成されたセンスコイル２３
は、Ｘコイル切り替え回路５０ａ、Ｙコイル切り替え回
路５０ｂに接続され、ここから順次スキャンされて選択
されたセンスコイル２３からの信号が入力され、増幅器
５０ｃにより増幅される。

【００３１】ここで図２３は、増幅器５０ｃの周波数ｆ
とゲインＧとの関係を示すグラフである。増幅器５０ｃ
の特性は、図２３に示すように、周波数によりその増幅
のゲインが異なる特性となっている。従来は、図２２
（Ａ）に示すような、周波数の高いｆｂ部分と、周波数
の低いｆａ部分の振幅が等しい信号を入力し、増幅器５
０ｃの周波数によってゲインが変化しない図２３に示す
フラットな特性の周波数ｆｆの部分を使用し、増幅後も
周波数が異なっていても振幅が同一になるようにし、Ａ
Ｍ成分を排除した信号を出力することにより、振幅検波
回路５１（図９参照）やＦＳＫ復調回路５５（図９参
照）における処理が行われていた。

【００３２】ところが、本実施の形態においては、送信
部であるペン６０からは、図２２（Ｂ）に示すような周
波数の高いＦｂ部分は振幅が大きく、周波数の低いＦａ
部分は振幅の小さい信号波形の信号が送信され、増幅器
５０ｃに入力される。ペン６０から送信されたこのよう
な波形の信号において、増幅器５０ｃは、周波数の高い
Ｆｂ部分では図２３の周波数ｂの部分に対応するゲイン
Ｇｂで増幅する。一方、周波数の低いＦａ部分では図２
３の周波数ａの部分に対応するゲインＧａで増幅する。
その結果、入力時にあった、図２２（Ｂ）に示す周波数
の高いＦｂの部分の振幅Ｏｂと、周波数の低いＦａの部
分の振幅Ｏａとの差ΔＯは、増幅器５０ｃにおける増幅
後には小さくなるか、或いはΔＯがマイナスの値とな
る。

【００３３】次に、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）５０
ｄは、所定範囲の周波数の信号だけをパスさせて、不要
な帯域の信号をカットしノイズを消去する。

【００３４】ここで、図２１は、振幅検波回路５１の回
路構成を示す。図２１に示すように振幅検波回路５１
は、バンドパスフィルタ５０ｄを経て入力された、交流
の増幅信号Ｂ（図１０（Ｂ）参照）を整流して検波する
整流回路５１ａと、整流された信号を平滑化する平滑回
路５１ｂとから構成され、振幅検波された検波信号Ｃ
（図１０（Ｂ）参照）は、Ａ／Ｄ変換回路５２に出力さ
れる。整流回路５１ａは、直列に設けられたコンデンサ
Ｃ６とダイオードＤ１と、その間にダイオードＤ２を介
して接地する接地部Ｅ１とから構成されている。また、
平滑回路５１ｂは、コンデンサＣ７と、抵抗Ｒ４が並列
に配置されて、それぞれ接地部Ｅ２，Ｅ３により接地さ
れている。

【００３５】Ａ／Ｄ変換回路５２は、振幅検波された信
号を、電圧を測定することにより振幅をディジタルデー
タとして変換し記憶するものである。なお、振幅を正確
に測定しディジタルデータ化するために、いわゆるサン
プルアンドホールドを行うサンプリング処理を行ってい
るが、後に詳述する。

【００３６】次に、筆記面２１ａ上のペン６０の位置座
標を検出するための位置座標テーブル５８ａについて図
６及び図７を参照して説明する。図６（Ａ）は、Ｘコイ
ルＸ１〜Ｘ３の一部を示す説明図であり、図６（Ｂ）は
図６（Ａ）に示すＸコイルＸ１〜Ｘ３に発生する電圧ｅ
ｘと幅方向の距離との関係を示すグラフであり、図６
（Ｃ）は図６（Ａ）に示すＸコイルＸ１〜Ｘ３の相互に
隣接するセンスコイル２３間の電圧差を示すグラフであ
る。図７（Ａ）は位置座標テーブル５８ａをグラフ化し
て示す説明図であり、図７（Ｂ）は、位置座標テーブル
５８ａの説明図であり、図７（Ｃ）は各Ｘコイルから検
出した検出値の記憶状態を示す説明図である。

【００３７】図６においてＸコイルＸ１，Ｘ２，Ｘ３の
中心をそれぞれｃ１，ｃ２，ｃ３とし、ＸコイルＸ１，
Ｘ２，Ｘ３に発生する電圧をそれぞれｅｘ１，ｅｘ２，
ｅｘ３とする。図６（Ｂ）に示すように、電圧ｅｘ１〜
ｅｘ３は、それぞれセンスコイル２３の中心ｃ１〜ｃ３
において最大になり、長手方向の端部が近づくにつれて
小さくなる単峰性を示す。なお、各コイルは、自己のヌ
ル点すなわち電圧が０となる点が隣接するコイルの中心
の外側となるようにＰ１の２分の１の幅で重ねられる
（図５（Ｂ）参照）。なお、図５（Ａ）、図６（Ａ）に
おいては、各センスコイル２３の重なり方を見やすくす
るため、幅をやや小さく示している。図６（Ｃ）に示す
ようにＸコイルＸ１〜３の相互に隣接するセンスコイル
２３間の電圧差は、センスコイル２３の中心ｃ１〜ｃ３
上にそれぞれ最大値を有し、センスコイル２３の中心と
センスコイル２３の長辺部分との中間点、つまり隣接す
るセンスコイル２３が重なった部分の中間点に最小値を
有するグラフとなる。

【００３８】例えば、図６（Ｃ）において（ｅｘ１−ｅ
ｘ２）を示すグラフ（実線で示す部分）は、ＸコイルＸ
１の中心ｃ１から、ＸコイルＸ２が重ねられた部分の中
間点Ｑ２間での距離（重ねピッチの２分の１、つまりＰ
の４分の１）と（ｅｘ１−ｅｘ２）との関係を示す。い
ま、仮にペン６０が点Ｑ２に存在する場合、（ｅｘ１−
ｅｘ２）を検出すれば中心Ｃ１からＱ２点までの距離Δ
Ｘ１を検出できるため、Ｑ２点のＸ座標を求めることが
できる。この実施の形態では、コイル幅Ｐ１が５０ｍｍ
であるから、Ｐ１／４＝１２．５ｍｍである。例えば、
図６（Ｃ）において（ｅｘ１−ｅｘ２）の特性を示す部
分（実線で描いた部分）を８ｂｉｔのデジタルデータに
変換すると、図７（Ａ）に示すグラフを得る。このグラ
フをテーブル形式に変換すると、図７（Ｂ）に示す位置
座標テーブル５８ａを得る。この位置座標テーブル５８
ａは、ＲＯＭ５８（図９参照）等に記憶され、ペン６０
の位置座標の演算に用いられる。

【００３９】次に、電子黒板１の制御内容について図１
１を参照して説明する。図１１は図９に示すＣＰＵ５６
が実行する主な制御内容を示すフローチャートである。
図９に示す制御装置２に備えられたＣＰＵ５６は、電源
ボタン３８（図１参照）が押下され、電源がＯＮしたこ
とを検出すると（ステップ（以下Ｓと略す。）１００：
Ｙｅｓ）、ＲＯＭ５８に記憶されている制御プログラム
や位置座標テーブル５８ａ（図７（Ｂ）参照）をＲＡＭ
５９のワークエリアにロードする等の初期設定を行い
（Ｓ２００）、座標読取・ペン情報検出処理を実行する
（Ｓ３００）。

【００４０】ここで座標読取処理について、その流れを
示す図１２のフローチャート及び図９を参照して説明す
る。ＣＰＵ５６は、ＸコイルＸ１〜Ｘｍを順に選択する
コイル選択信号Ａ（図１０（Ｂ）参照）を入出力回路
（Ｉ／Ｏ）５３を介してＸコイル切り替え回路５０ａに
出力することにより、ＸコイルＸ１〜ＸｍのＸコイルス
キャン、Ａ／Ｄ変換（Ｓ３０２）の処理を行う。

【００４１】Ｘコイルスキャン、Ａ／Ｄ変換（Ｓ３０
２）の処理においては、ペン６０の発振コイルＬ１から
発生した交番磁界と、いずれかのＸコイルとの磁気結合
によって発生した信号が、増幅器５０ｃによって増幅さ
れ、その増幅信号Ｂ（図１０（Ｂ）参照）は、バンドパ
スフィルタ５０ｄによって不要な帯域が濾波され、振幅
検波回路５１によって振幅検波される。続いてその振幅
検波された信号（図１０（Ｂ）参照）は、Ａ／Ｄ変換回
路５２によって振幅、つまり電圧値に対応したデジタル
信号に変換され、入出力回路５３を介してＣＰＵ５６に
入力される。

【００４２】ここで、図１９及び図２０は、Ｘコイルス
キャン、Ａ／Ｄ変換（図１２のＳ３０２）の処理の手順
を示すフローチャートである。以下、Ｘコイルスキャ
ン、Ａ／Ｄ変換（Ｓ３０２）の処理の手順を図１９及び
図２０のフローチャートに従って図９を参照して詳細に
説明する。Ｘコイルスキャン、Ａ／Ｄ変換（図１２のＳ
３０２）の処理が開始されると（図１９の開始）、ま
ず、制御部であるＣＰＵ５６により、Ｘコイルについて
Ｘ１（図５参照）から順にスキャンするためのコイル番
号を０にリセットし、電圧値記憶エリア５９ａ（図７
（Ｃ）参照）の電圧値をクリアする等のコイル初期設定
（Ｓ７０）を行い、Ｘコイルスキャンの準備をする。こ
れらのコイル初期設定（Ｓ７０）が終了したら、ＣＰＵ
５６は、コイル選択信号Ａ（図１０（Ｂ）参照）をＸコ
イル切り替え回路５０ａに送出して、コイル切り替え
（Ｓ７２）を行う。

【００４３】コイル切り替え（Ｓ７２）は、順次コイル
番号を１インクリメントして、次のコイルに接続して所
定のコイルからの入力を可能にするものである。初回
は、コイル初期設定（Ｓ７０）でコイル番号が０に初期
化されているので、コイル番号１からスキャンが開始さ
れる。ここで、Ｘコイルの数、本実施の形態ではＸ１か
らＸ２２までの２２本のＸコイルが設けられているが、
インクリメントして（Ｓ７２）、このコイル番号を越し
た場合、ここではスキャンすべきＸコイルがＸ２３とな
った場合は、Ｘコイルの１巡のスキャンは終了したこと
になるので（Ｓ７４：Ｙｅｓ）、Ｘコイルスキャン、Ａ
／Ｄ変換（図１２のＳ３０２）の処理は終了する（終
了）。また、スキャンすべきＸコイルがまだ残っている
場合は、終了ではないので（Ｓ７４：Ｎｏ）、所定時間
待機（Ｓ７６）の処理に移行する。

【００４４】コイル切り替え（Ｓ７２）の処理により、
次に入力すべきコイル（ここではコイルＸ１）からＸコ
イル切り替え回路５０ａを介して信号が増幅器５０ｃに
入力される。増幅器５０ｃに入力された信号は、図２２
（Ｂ）に示すような、２つの異なる周波数の信号が交互
に出力され、且つその周波数により振幅が異なるもので
ある。ここで図２２（Ｃ）は、増幅器５０ｃによる増幅
後の信号波形を示す図である。増幅器５０ｃは周波数に
より増幅のゲインが異なるため、増幅後は、図２２
（Ｃ）のような、振幅の差Ｏｂ−Ｏａ、即ちΔＯが小さ
くなっている。なお、図２２（Ａ）〜（Ｃ）においては
説明のため増幅前後の振幅のスケールを変えて表してい
る。

【００４５】増幅された信号は、バンドパスフィルタ５
０ｄを経て、振幅検波回路５１に入力される。図２１に
示すように振幅検波回路５１では、平滑回路５１ｂのコ
ンデンサＣ７の影響で、コイル切り替え直後では、コン
デンサＣ７に充電されるまで電圧が十分に立ち上がらな
いために、電圧が安定するまで所定時間待機（Ｓ７６）
する。

【００４６】ここで、図２４は、サンプリング処理のタ
イミングを示すグラフである。図２４において、所定時
間ｔ_０待機（Ｓ７６）した後、振幅検波回路５１から出
力される信号の電圧がＡ／Ｄ変換回路５２においてサン
プリング処理が行われる。図１９のフローチャートの
から、図２０のフローチャートのに移って説明を続け
る。ここで、図２５はサンプリング記憶エリア７５の記
憶内容を示す模式図である。サンプリング処理に先立っ
て、サンプリング時にサンプル値と最大電圧と最小電圧
及びサンプリング回数の値を記憶する、サンプル値記憶
エリア７５ａと最大電圧記憶エリア７５ｂと最小電圧記
憶エリア７５ｃ及びサンプリング回数記憶エリア７５ｄ
の４つの記憶エリアを備えたＲＡＭ５９（図９参照）に
設けられたサンプリング記憶エリア７５の記憶をクリア
して、サンプリング初期設定（Ｓ７８）を行う。図２４
の上部に示すグラフは、横軸が時間ｔを示し、縦軸が電
圧ｅを示す。Ｘ１の部分がＸコイルＸ１から入力される
信号の範囲である。このグラフに示すように、Ｘコイル
切り替え回路５０ａによりＸ１、Ｘ２、・・・のように
信号を入力するＸコイルを切り替えている。

【００４７】図２４の下部に示すグラフは、ＸコイルＸ
１から入力された信号電圧を示す部分を拡大したグラフ
である。このグラフに示すように、ＸコイルＸ１から入
力された信号は、変調されており、且つ前述した説明の
ように変調された周波数によりその振幅が異なるため、
細かく電圧が上下している。なお、振幅検波回路５１の
平滑回路５１ｂのコンデンサＣ７（図２１参照）の影響
で、振幅検波回路５１に入力された電圧の変化と比較し
て、立ち上がり、立ち下がりが遅れて、グラフのような
曲線状の変化となっている。ここで、所定時間ｔ_０待機
し（図１９のＳ７６）、電圧が安定したところで、図９
に示すように制御部であるＣＰＵ５６から入出力回路５
３を介してＡ／Ｄ変換回路５２に所定間隔で制御信号を
送出し、電圧値の読み出しを行うサンプリング（Ｓ８
０）を実行させる。

【００４８】サンプリング処理は、まず、時間ｔｓにお
いて信号の電圧値を読み出して、サンプリング記憶エリ
ア７５のサンプル値記憶エリア７５ａに、ディジタルデ
ータとしてサンプル値を記憶する。このとき、サンプリ
ング記憶エリア７５のサンプリング回数記憶エリア７５
ｄの数字が１インクリメントされる。次に、サンプル値
記憶エリア７５ａのデータは、サンプリング記憶エリア
７５の最大電圧記憶エリア７５ｂ及び最小電圧記憶エリ
ア７５ｃに記憶されたデータと大小が比較され、サンプ
ル値記憶エリア７５ａのデータが、最大電圧記憶エリア
７５ｂのデータより大きい数値であったら、最大電圧記
憶エリア７５ｂのデータをクリアして、サンプル値記憶
エリア７５ａのデータに更新する。また、サンプル値記
憶エリア７５ａのデータが、最小電圧記憶エリア７５ｃ
のデータより小さい数値であったら、最小電圧記憶エリ
ア７５ｃのデータをクリアして、サンプル値記憶エリア
７５ａのデータに更新する（Ｓ８２）。なお、最初のサ
ンプリング（Ｓ８０）では、最大電圧記憶エリア７５ｂ
と最小電圧記憶エリア７５ｃにそれぞれサンプル値記憶
エリア７５ａのデータが記憶される。

【００４９】このサンプリング（Ｓ８０）と最大値、最
小値を更新（Ｓ８２）する処理は、所定のサンプリング
回数であるＳ回行われるため、所定回終了かが判断され
（Ｓ８４）、所定回Ｓまでサンプリングが繰り返され
る。このサンプリング（Ｓ８０）が繰り返される場合
は、２回目以降のサンプリングは、先のサンプリングか
ら、図２４の所定時間ｔｃだけ待機してから実行され
る。所定回Ｓは、例えば数１０回から数１００回、ここ
では説明のため１１回とすると所定回を示す所定値Ｓを
１１として予めＲＯＭ５８に記憶しておき、サンプリン
グ毎にサンプリング回数記憶エリア７５ｄに記憶された
数値をＲとすると、この数値Ｒが１ずつインクリメント
されるので、この数値Ｒと所定値Ｓである１１とが比較
されて、等しくなければ所定回終了ではない（Ｓ８４：
Ｎｏ）として、次のサンプリング（Ｓ８０）が行われ
る。そして、１１回目のサンプリング（Ｓ８０）が終了
した後であれば、サンプリング回数記憶エリア７５ｄの
数値Ｒが所定値Ｓと等しくなるので、所定回終了として
（Ｓ８４：Ｙｅｓ）、次のサンプリング（Ｓ８０）は行
わず、Ｓ８６の処理に移行する。

【００５０】１つのＸコイルについて、サンプリング
（Ｓ８０）と、最大値、最小値を更新（Ｓ８２）の処理
を所定回繰り返すと（Ｓ８４：Ｙｅｓ）、時間ｔｏから
時間ｔｅまでの間のサンプリングした電圧値の中の最大
電圧と最小電圧が最大電圧記憶エリア７５ｂと最小電圧
記憶エリア７５ｃに記憶されているので、最大電圧と最
小電圧の差をとり、その差が予めＲＯＭ５８に記憶され
ている所定値以内かどうかが比較手段であるＣＰＵ５６
により判断され（Ｓ８６）、もし所定値より最大電圧と
最小電圧の差が大きい場合は（Ｓ８６：Ｎｏ）とされた
場合は、処理が不正であるとして、サンプリング記憶エ
リア７５に記憶されている数値は、入力許可手段である
ＣＰＵ５６により、入力が許可されることなく記憶値が
破棄され（Ｓ９２）、コイル初期設定（を介してＳ７
０）から、処理をやり直す。

【００５１】この所定値は、送信部であるペン６０から
発振される信号や、増幅器５０ｃの特性等により決定さ
れるが、ペン６０からは、ＡＭ成分が含まれ、受信後、
増幅器５０ｃにより、ＡＭ成分が小さくなる、或いはＡ
Ｍ成分がなくなるように設定されるのが、認識精度を向
上させるためには望ましい。

【００５２】一方、比較手段であるＣＰＵ５６によって
所定値より最大電圧と最小電圧の差が小さいと判断され
た場合は（Ｓ８６：Ｙｅｓ）、正当な処理として入力が
許可されて、（最大値−最小値）／２を演算して、その
コイルの振幅情報として、電圧値記憶エリア５９ａ（図
７（Ｃ）参照）に記憶される（Ｓ９０）。そして次のコ
イル切り替え（を介してＳ７２）を行い、処理を続行
する（図１９、図２０のＳ７０〜Ｓ９０）。そして、す
べてのコイルの処理が終了したら（Ｓ７４：Ｙｅｓ）、
Ｘコイルスキャン、Ａ／Ｄ変換（図１２のＳ３０２）の
処理を終了する（終了）。

【００５３】続いてＣＰＵ５６は、図１２に示すように
Ｘコイルスキャン、Ａ／Ｄ変換（Ｓ３０２）で所定値以
上の電圧を検出した場合は、ペン６０を検出したと判定
し（Ｓ３０４：Ｙｅｓ）、ＸコイルＸ１〜Ｘｍはスキャ
ンして入力されたデジタル信号によって示される電圧値
ｅ１〜ｅｍを図７（Ｃ）に示すように、Ｘコイルのコイ
ル番号と対応付けてＲＡＭ５９の電圧値記憶エリア５９
ａに記憶されているので、各Ｘコイルの電圧値を読み出
す（Ｓ３０６）。続いてＣＰＵ５６は、電圧値記憶エリ
ア５９ａに記憶された各電圧値に基づいて以下の手順に
よってペン６０のＸ座標を演算する（Ｓ３０８）。ま
ず、電圧値記憶エリア５９ａに記憶されている電圧値ｅ
１〜ｅｍの中で最大の電圧値ｅｍａｘを選択し、その電
圧値ｅｍａｘを発生させたＸコイルのコイル番号（以
下、ｍａｘと称する。）をＲＡＭ５９に記憶する。例え
ば、図６に示すように、ペン６０は、位置Ｑ３に存在
し、図６（Ｂ）に示すように、ＸコイルＸ１，Ｘ２，Ｘ
３からそれぞれ電圧値ｅ１，ｅ２，ｅ３が発生したとす
ると、最大の電圧値ｅ２を選択し、その電圧値ｅ２を発
生させたＸコイルのコイル番号２をｍａｘとしてＲＡＭ
５９に記憶する。そして、ＣＰＵ５６は、ｅｍａｘの両
隣の電圧値ｅｍａｘ±１のうち大きい方を決定し、その
決定された電圧値を発生したＸコイルのコイル番号（以
下、ｍａｘ２と称する。）をＲＡＭ５９に記憶する。

【００５４】図６に示す例では、ｅ２の両隣の電圧値ｅ
３，ｅ１のうち大きい方のｅ３に決定し、その電圧値ｅ
３を発生させたＸコイルのコイル番号３をｍａｘ２とし
てＲＡＭ５９に記憶する。続いてＣＰＵ５６は、ＲＡＭ
５９に記憶されたコイル番号ｍａｘ及びｍａｘ２を比較
して、コイル番号ｍａｘ２はコイル番号ｍａｘからＸ軸
の＋方向又は−方向のどちらに存在するかを判定する。
そして、ｍａｘ２≧ｍａｘである場合は、変数ＳＩＤＥ
を１に設定し、ｍａｘ２＜ｍａｘである場合は、変数Ｓ
ＩＤＥを−１に設定しする。図６に示す例では、ｍａｘ
＝２でｍａｘ２＝３であるから、ｍａｘ２＞ｍａｘとな
り、変数ＳＩＤＥを１に設定する。続いてＣＰＵ５６
は、

【００５５】 ＤＩＦＦ＝ｅ（ｍａｘ）−ｅ（ｍａｘ２）・・・（１）

【００５６】を演算し、その演算されたＤＩＦＦに最も
近い位置座標を、ＲＯＭ５８に記憶されている位置座標
テーブル５８ａ（図７（Ｂ）参照）から読み出し、それ
をＯＦＦＳＥＴとする。続いてＣＰＵ５６は、

【００５７】 Ｘ１＝（Ｐ１／２）×ｍａｘ＋ＯＦＦＳＥＴ×ＳＩＤＥ・・・（２）

【００５８】を演算し、Ｘ座標Ｘ１を求める。ここで、
（Ｐ１／２）×ｍａｘは、Ｘコイルのコイル番号ｍａｘ
の中心のＸ座標を示す。図６に示す例では、（２）式
は、Ｘ＝（Ｐ１／２）×２＋（ｅ２−ｅ３）×１とな
り、位置Ｑ３のＸ座標は、ＸコイルＸ２の中心Ｃ２から
Ｘ軸の＋方向に（ｅ２−ｅ３）に対応する距離、ここで
はΔＸ２離れた座標となる。そして、ＣＰＵ５６は、Ｘ
コイルスキャン、Ａ／Ｄ変換（Ｓ３０２）と同様の手順
で、Ｙコイルスキャン、Ａ／Ｄ変換（Ｓ３１０）の処理
を実行し、各Ｙコイルから検出し記憶された電圧値をＲ
ＡＭ５９の図示しないＹコイル用の電圧値記録エリアか
ら読み出し（Ｓ３１２）、ＣＰＵ５６は、前述のＳ３０
８におけるＸ座標の演算と同じ手法を用いてペン６０の
Ｙ座標を演算する（Ｓ３１４）。

【００５９】次に、ＣＰＵ５６が、ペン属性を判定する
ための電気的構成及び制御について図１３乃至図１８を
参照して説明する。図１３は、ＦＳＫ復調回路５５（図
９参照）の電気的構成を示す説明図であり、図１４は図
１３に示すＦＳＫ復調回路５５の各部位に表れる信号波
形を示す説明図である。

【００６０】図１５（Ａ）は、ＣＲ発振回路６９ｅ（図
８参照）の出力信号（以下、ＣＲ信号と称する。）と、
ＬＣ発振回路６９ｃ（図８参照）の出力信号（以下キャ
リア信号と称する。）と、リミッタ回路５４（図１３参
照）の出力信号（以下リミッタ出力信号と称する。）
と、カウント回路５５ａ（図１３参照）によるカウント
値との関係を示す説明図である。図１５（Ｂ）は、シフ
トレジスタ５５ｂ（図１３参照）に格納されたカウント
値がシフトする様子を示す説明図である。

【００６１】図１６（Ａ）は、絶対値コンパレータ５５
ｆ（図１３参照）によるしきい値判定出力と、ＣＰＵ５
６の判定周期との関係を示す説明図であり、図１６
（Ｂ）はカウンタ５５ｇ（図１３参照）によるカウント
値が移動する様子を示す説明図である。図１７は図１２
のＳ３１８におけるＦＳＫ復調回路５５を構成するカウ
ント回路５５ａから絶対値コンパレータ５５ｆまでの処
理（ペン属性検出処理１）の流れを示すフローチャート
であり、図１８（Ａ）は図１２のＳ３１８におけるカウ
ンタ５５ｇの処理の流れを示すフローチャートであり、
図１８（Ｂ）は図１２のＳ３１８における加算器５５ｉ
の処理の流れを示すフローチャートである。なお、図１
５（Ａ）に示すキャリア信号は、例えば前述したように
中心周波数が４１０ｋＨｚであり、周波数偏移が±２０
ｋＨｚであるが、説明をわかり易くするために、図１５
（Ａ）では、周波数偏移を誇張している。

【００６２】最初に、ペン属性を検出するためのＦＳＫ
復調回路５５の特徴について図１５を参照して説明す
る。図１５（Ａ）に示す例では、ＣＲ信号のローレベル
の間は、キャリア信号は高い周波数（例えば４３０ｋＨ
ｚ）に変調されており、ハイレベルの間は低い周波数
（例えば３９０ｋＨｚ）に変調されている。このため、
ＣＲ信号がローレベルの間のリミッタ出力信号の周期を
ＴＢとすると、ＣＲ信号がハイレベルの間のリミッタ出
力信号の周期はＴＢより長いＴＣとなる。従って、カウ
ント回路５５ａによるリミッタ出力信号の１周期分のカ
ウント値Ｋは、ＣＲ信号がローレベルからハイレベルに
変化したときに増加し、ハイレベルからローレベルに変
化したときに減少する。

【００６３】つまり、カウント回路５５ａによるカウン
ト値Ｋが変化したタイミングを検出することにより、Ｃ
Ｒ信号の立ち上がり又は立ち下がりのタイミングを検出
することができる。そして、カウント値Ｋが変化してか
ら次に変化する間での時間はＣＲ信号の半周期に対応す
るため、カウント値Ｋの変化している時間の１周期分を
計測すれば、ＣＲ信号の周期を求めることができるの
で、ペン属性を検出することができる。ここで、ＦＳＫ
復調回路５５の各構成要素の作用の概略を説明すると、
カウント回路５５ａはカウント値Ｋを計測し、シフトレ
ジスタ５５ｂ、第１加重平均回路５５ｃ、第２加重平均
回路５５ｄ、減算器５５ｅ及び絶対値コンパレータ５５
ｆはカウント値Ｋの変化タイミングを検出し、カウンタ
５５ｇ、レジスタ５５ｈ及び加算器５５ｉはカウント値
Ｋが変化する周期を計測する。そして、ＣＰＵ５６は、
加算器５５ｉから出力された加算値に基づいてペン属性
を判定する（図１２のＳ３１８）

【００６４】次に、ＦＳＫ復調回路５５の動作を詳細に
説明する。バンドパスフィルタ５０ｄから出力された信
号は、リミッタ回路５４によって図１４に示す方形波の
リミッタ出力信号に変換され、ＦＳＫ復調回路５５に出
力される。そして、ＦＳＫ復調回路５５は、リミッタ出
力信号の立ち上がりを検出すると（図１７のＳ１０：Ｙ
ｅｓ）、システムクロック（ＣＬＫ）を用いてリミッタ
出力信号の周期のカウントを開始し（Ｓ１２）、リミッ
タ出力信号の次の立ち上がりを検出すると（Ｓ１４：Ｙ
ｅｓ）、カウント値Ｋをシフトレジスタ５５ｂに出力し
（Ｓ１６）、カウント値Ｋをリセットする（Ｓ１８）。
つまり、カウント回路５５ａはリミッタ出力信号の１周
期の長さＴＢ又はＴＣを計測する。

【００６５】この実施の形態では、シフトレジスタ５５
ｂは、図１５（Ｂ）に示すように、リミッタ出力信号の
１周期分のカウント値ＫをＫ１〜Ｋ８の８周期分格納
し、最も新しいカウント値Ｋを取り込むごとに最も古い
カウント値Ｋを破棄し、各カウント値Ｋを１つずつシフ
トして行く。第１加重平均回路５５ｃは、シフトレジス
タ５５ｂに格納されている最も新しいカウント値Ｋから
３番目に新しいカウント値Ｋまでの加重平均値を演算
し、その加重平均値（以下、第１加重平均値と称す
る。）を減算器５５ｅに出力する。また、第２加重平均
回路５５ｄは、シフトレジスタ５５ｂに格納されている
最も古いカウント値Ｋから３番目に古いカウント値Ｋま
での加重平均値を演算し、その加重平均値（以下、第２
加重平均値と称する。）を減算器５５ｅに出力する。

【００６６】減算器５５ｅは、第１加重平均値と第２加
重平均値との差Δｍを演算し、その差Δｍを絶対値コン
パレータ５５ｆに出力する（図１７のＳ２０）。例え
ば、図１５（Ａ）において、第１加重平均回路５５ｃが
カウント値Ｋ１〜Ｋ３の加重平均値を演算し、第２加重
平均回路５５ｄがカウント値Ｋ６〜Ｋ８の加重平均値を
演算した場合、カウント値Ｋ６〜Ｋ８のうち、カウント
値Ｋ７及びＫ８は、リミッタ出力信号の周期ＴＢよりも
長い周期ＴＣをカウントしたものであるから、第２加重
平均値は第１加重平均値よりも大きくなる。従って、第
２加重平均値が第１加重平均値よりも大きくなったこと
を検出すれば、ＣＲ信号の周期の変化点を検出すること
ができる。つまり、ＣＲ信号の周期の変化点の周期を検
出すれば、ＣＲ信号の周期を検出できるため、ペン６０
の属性情報を認識することができる。

【００６７】このように、時間的に離れてカウントされ
たカウント値Ｋを加重平均回路によって加重平均するた
め、あるカウント値Ｋがノイズの影響を受けても、その
影響は小さくなる。

【００６８】次に、絶対値コンパレータ５５ｆから加算
器５５ｉまでの処理について図１６を参照しながら説明
する。図１６において〜はカウンタ５５ｇによるカ
ウント値Ｋを示す。絶対値コンパレータ５５ｆは、差Δ
ｍと、予め設定されているしきい値ｍ１とを比較し、差
Δｍがしきい値ｍ１以上であるか否かを判定し（図１７
のＳ２２）、差Δｍがしきい値ｍ１以上であると判定す
ると（Ｓ２２：Ｙｅｓ）、しきい値判定出力をローレベ
ルからハイレベルに変化させる（Ｓ２４）。つまり、リ
ミッタ出力信号の周期が変化した（ＣＲ信号の立ち上が
りエッジを検出した）と判定する。例えば、図１５
（Ａ）に示すリミッタ出力信号の短い方の周期ＴＢのカ
ウント回路５５ａによるカウント値を１０、周期ＴＣの
カウント値を１６、しきい値ｍ１を２とすると、カウン
ト値Ｋ１〜Ｋ６はいずれも１０であるから、第１加重平
均値＝（Ｋ１＋Ｋ２＋Ｋ３）／３＝１０となる。また、
カウント値Ｋ７及びＫ８は共に１６であるから、第２加
重平均値＝（Ｋ６＋Ｋ７＋Ｋ８）／３＝４２／３＝１４
となり、差Δｍ＝１０−１４＝−４となる。

【００６９】なお、第１加重平均回路５５ｃ及び第２加
重平均回路５５ｄは、それぞれ搬送波の周波数（ＬＣ発
振回路６９ｃの発振周波数）と変調周波数ｆｍの比と、
回路の複雑さとに基づいて決定する。また、シフトレジ
スタ５５ｂが保持するカウント値Ｋ、つまりリミッタ出
力信号の周期の数はシステムクロック周波数と、搬送波
の周波数の比で決定され、システムクロックの周波数
は、周波数の変化を十分弁別できる大きさに設定する。

【００７０】従って、（差Δｍの絶対値＝４）＞（しき
い値ｍ１＝２）となるため、しきい値判定出力がローレ
ベルからハイレベルに変化する（図１７のＳ２４）。こ
のハイレベルの状態は、差Δｍの絶対値がしきい値ｍ１
以上であると絶対値コンパレータ５５ｆに判定されるま
で維持される。そして、第１加重平均回路５５ｃ及び第
２加重平均回路５５ｄの演算範囲が、ＣＲ信号のエッジ
を通過した部分に到達すると、リミッタ出力信号の周期
は一定になるため、両加重平均回路５５ｃ，５５ｄは共
に同じ周期のカウント値Ｋの加重平均値を演算するの
で、減算器５５ｅによる減算値は０になり、しきい値判
定出力はハイレベル状態が続く。

【００７１】一方、カウンタ５５ｇは、しきい値判定出
力がローレベルからハイレベルに変化したことを検出す
ると（図１８（Ａ）のＳ３０：Ｙｅｓ）判定出力がハイ
レベルになっている時間、つまり判定出力の半周期をシ
ステムクロックを用いてカウントする（Ｓ３２）。その
カウント値をとする（図１６（Ｂ）の（Ｂ１））。そ
して、差Δｍの絶対値がしきい値ｍ１以上であると絶対
値コンパレータ５５ｆにおいて再び判定されると（図１
７のＳ２２：Ｙｅｓ）、しきい値判定出力をハイレベル
からローレベルに変化させる（Ｓ２４）。つまり、リミ
ッタ出力信号の周期が変化した（ＣＲ信号の立ち下がり
エッジを検出した）と判定する。これにより、カウンタ
５５ｇは、しきい値判定出力がハイレベルからローレベ
ルに変化したことを検出し（図１８（Ａ）のＳ３４：Ｙ
ｅｓ）、図１６（Ｂ）の（Ｂ２）に示すように、カウン
ト値をレジスタ５５ｈに出力する（Ｓ３６）。続いて
カウンタ５５ｇは、カウント値をリセットし（Ｓ３
８）、しきい値判定出力がローレベルになっている時
間、つまりしきい値判定出力の半周期をカウントする
（丸つきＢを介してＳ３２）。そのカウント値をとす
る。

【００７２】続いて加算器５５ｉは、カウンタ５５ｇ及
びレジスタ５５ｈに共にカウント値が保持されたタイミ
ング、つまり加算タイミングであると判定すると（図１
８（Ｂ）のＳ５０：Ｙｅｓ）、カウンタ５５ｇが保持し
ているカウント値及びレジスタ５５ｈが保持している
カウント値を加算し（Ｓ５２）、加算値をＣＰＵ
５６へ出力する（Ｓ５６）。このとき、カウンタ５５ｇ
は、図１６（Ｂ）の（Ｂ３）に示すようにカウント値
をレジスタ５５ｈに出力する（図１８（Ａ）のＳ３
６）。そして、ＣＰＵ５６は、入出力回路５３を介して
ＦＳＫ復調回路５５の値、すなわち加算値を読み込
み（図１２のＳ３１６、図１３）、その読み込んだ加算
値に基づいてペン属性を判定する（Ｓ３１８）。例
えば、加算値が２４５である場合は、図１０（Ａ）
に示すようにペン属性は黒太であると判定する。また、
ＣＰＵ５６は、ペン属性とＸＹ座標とを対応付けてＲＡ
Ｍ５９に記憶する。このような形で記憶された筆記デー
タは、例えばプリンタ２００（図２参照）に出力され、
黒太で印刷される。また、ＰＣ１００（図２参照）へ出
力され、モニタ１０３（図２参照）に黒太で表示され
る。つまり、ペン６０の属性の通りに筆記データを再生
することができる。

【００７３】続いて加算器５５ｉは、レジスタ５５ｈの
カウント値及びカウンタ５５ｇのカウント値を加算
し、ＣＰＵ５６へ出力する（図１６（Ｂ）の（Ｂ
３））。以降、しきい値判定出力が変化する毎に、カウ
ンタ５５ｇによるカウント値は、レジスタ５５ｈに出力
され、加算器５５ｉは、カウンタ５５ｇによるカウント
値及びレジスタ５５ｈに保持されたカウント値を加算
し、加算値をＣＰＵ５６に出力するというサイクルを繰
り返す。つまり、図１６（Ｂ）に示すように、加算器５
５ｉは、カウンタ５５ｇによってカウントされた最新の
カウント値とレジスタ５５ｈに保持されている１つ前の
カウント値とを加算し、それをＣＰＵ５６に出力するた
め、図１６（Ａ）に示すように、ＣＰＵ５６は、しきい
値判定出力の半周期毎に、最新のカウント値及び１つ前
のカウント値の加算値に基づいてペン属性を判定する。
従って、しきい値判定出力の途中、例えば図１６（Ａ）
の時刻ｔ０とｔ１との間でセンスコイル２３のスキャン
が行われた場合であっても、しきい値判定出力の次の１
周期（ｔ２〜ｔ４）の加算値を取り込まなくても、時刻
ｔ１から半周期後の時刻ｔ２〜ｔ４の１周期の加算値を
取り込めばよいため、ペン属性の判定を高速に行うこと
ができる。

【００７４】ここで、図１１に戻り説明を続ける。座標
読取・ペン情報検出処理（Ｓ３００）が終了すると、Ｃ
ＰＵ５６は、ページ戻りボタン３３、ページ送りボタン
３４及び消去ボタン３５が押されたときに、記憶されて
いる筆記データのページ単位での戻し、送り、或いは消
去等のページ処理（Ｓ４００）を行う。ページ処理は、
ＣＰＵ５６が、操作部３０に設けられた各種ボタン（図
１参照）の操作により発生するスイッチング信号をＩ／
Ｆ回路５７（図９参照）を介して取り込み、ＲＡＭ５９
に格納されている位置座標データを記憶するページをペ
ージ単位で戻したり、送ったり、或いは位置座標データ
をページ単位で消去する等のページ処理を実行する。ま
た、ＣＰＵ５６は、ＲＡＭ５９に格納されている位置デ
ータのうち、目的のページの位置座標データを適当なフ
ォーマットに変換してＰＣ１００やプリンタ２００（図
２参照）へ出力するデータ出力処理（Ｓ５００）を実行
する。

【００７５】さらに、図９に示すようにＣＰＵ５６は、
各種ボタンが押された際に発生するスイッチング信号に
基づいて音声回路３１ａを動作させてスピーカ（ＳＰ）
３１から「ピー」、「ピッ」等の操作音を発声する音声
出力処理を実行する（図１１のＳ６００）。また、ＣＰ
Ｕ５６は、イレーサ４０（図１参照）に内蔵されたコイ
ルから発生する交番磁界によってＸコイル及びＹコイル
に発生する電圧に基づいてイレーサ４０の払拭軌跡を演
算し、その演算した払拭軌跡内の位置座標データをＲＡ
Ｍ５９から消去するイレーサ処理を実行し（Ｓ７０
０）、一巡の処理が終了したらＳ１００〜Ｓ７００の処
理を繰り返す（リターン、Ｓ１００〜Ｓ７００）。

【００７６】本発明に係る実施の形態の電子黒板１は、
上記のような構成、作用を備えるため、以下のような効
果がある。即ち、センスコイル２３から入力された信号
を周波数により異なるゲインで増幅する増幅器５０ｃを
備え、振幅検波回路５１により増幅器５０ｃで増幅され
た信号を、振幅検波するとともに、サンプリング手段で
あるＣＰＵ５６及びＡ／Ｄ変換回路５２により、振幅検
波回路５１で検波されたセンスコイル２３単位での信号
の振幅の所定部分の最大値と最小値を測定し記憶して、
比較手段であるＣＰＵ５６により予め定められた所定範
囲の値と比較することでその送信源が、電子黒板１を構
成するペン６０であるか否かを判断し、ＣＰＵ５６によ
り振幅の最大値と最小値の差が所定範囲の場合のみに入
力許可手段であるＣＰＵ５６により入力を許可すること
で、電子黒板１を構成するペン６０以外からの入力を禁
止することができるという効果がある。特に、送信部で
あるペン６０から発信される信号に予め故意に特定のＡ
Ｍ成分を含ませることで、特定のＩＤ信号とすることが
できるという効果もある。従って、搬送波の周波数と同
じ周波数の信号を受けても記録されたデータを有効に保
護する、セキュリティー性の高い座標読取装置である電
子黒板１とすることができるという効果を奏する。

【００７７】以上、一の実施の形態に基づき本発明を説
明したが、本発明は上述した実施形態に何ら限定される
ものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の
改良をし変更することが可能であることは容易に推察で
きるものである。

【００７８】例えば、座標読取装置の一例として電子黒
板を例に説明したが、入力用のタブレットとして使用し
たり、或いは、一定空間における対象物の位置の認識等
広く適用できるものである。

【００７９】また、電子黒板として利用する場合におい
ても、送信部の交番磁界の発生の方法や受信部における
各手段の構成等、この実施の形態に限定されないことは
いうまでもない。

【００８０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１に係る発明の座標読取装置によれば、センスコイルか
ら入力された信号を周波数により異なるゲインで増幅す
る増幅器を備え、振幅検波回路により増幅器で増幅され
た信号を、振幅検波するとともに、サンプリング手段に
より、振幅検波回路で検波されたセンスコイル単位での
信号の振幅の所定部分の値を測定し記憶し、増幅器のゲ
インの特性から導かれる予め定められた所定範囲の値と
比較手段により比較することで、その送信源が、本座標
読取装置を構成するペンであるか否かを判断できる。そ
して、比較手段により振幅の所定部分の値が所定範囲内
にあるとされた場合のみに入力許可手段により入力を許
可することで、本座標読取装置を構成するペン以外から
の入力を禁止することができるという効果がある。従っ
て、搬送波の周波数と同じ周波数の信号を受けても記録
されたデータを有効に保護する、セキュリティー性の高
い座標読取装置とすることができるという効果を奏す
る。

【００８１】請求項２に係る発明の座標読取装置では、
請求項１に記載の座標読取装置の効果に加え、サンプリ
ング手段によって振幅検波回路で検波されたセンスコイ
ル単位での信号の振幅の所定部分の最大値と最小値を測
定して記憶し、比較手段で記憶された振幅の最大値と最
小値の差と、予め定められた所定範囲の値とを比較し
て、入力許可手段において比較手段により振幅の最大値
と最小値の差が前記所定範囲内にあるとされた場合のみ
に入力を許可するようにすることができるという効果が
ある。そのため、振幅の最大値と最小値の差を、送信部
から発信される信号に予め故意に異なる周波数を異なる
振幅で含ませることで、振幅の最大値と最小値の差を、
特定のＩＤ信号とすることができ、搬送波の周波数と同
じ周波数の信号を受けても記録されたデータを有効に保
護する、さらにセキュリティー性の高い座標読取装置と
することができるという効果を奏する。

【００８２】請求項３に係る発明の座標読取装置では、
請求項１又は請求項２に記載の座標読取装置の効果に加
え、サンプリング手段により、振幅検波回路で検波され
たセンスコイル単位での信号の振幅の所定部分において
複数の値を測定し記憶し、その複数の値の平均値に基づ
いて受信部で座標を算出するため、ノイズによるピーク
値などの検波回路出力の変動に拘わらず、送信部の座標
を正確に算出できるという効果がある。

【００８３】請求項４に係る発明の座標読取装置では、
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の座標読取装置
の効果に加え、変調回路が変調波で搬送波の振幅を変調
すると同時にＦＳＫ変調するＦＳＫ変調回路であり、復
調回路が、増幅器で増幅された信号をＦＳＫ復調するＦ
ＳＫ復調回路であるため、振幅が変化せず、周波数のみ
変化するのでペンの色などのペンの属性をより正確に検
出できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】電子黒板１の主要構成を示す外観斜視図であ
る。

【図２】図１に示す電子黒板１にパーソナルコンピュー
タ１００及びプリンタ２００を接続した状態を示す説明
図である。

【図３】ペン６０の内部構造を示す説明図である。

【図４】筆記パネル本体２０の各構成部材を示す説明図
である。

【図５】（Ａ） 図４に示すセンスコイル２３の構成を
一部を省略して示す説明図である。 （Ｂ） 図５（Ａ）に示すセンスコイル２３の幅及び重
ねピッチを示す説明図である。

【図６】（Ａ） ＸコイルＸ１〜Ｘ３の一部を示す説明
図である。 （Ｂ） 図６（Ａ）に示すＸコイルＸ１〜Ｘ３に発生す
る電圧ｅｘと幅方向の距離との関係を示すグラフであ
る。 （Ｃ） 図６（Ａ）に示すＸコイルＸ１〜Ｘ３の相互に
隣接するセンスコイル２３間の電圧差を示すグラフであ
る。

【図７】（Ａ） 位置座標テーブル５８ａをグラフ化し
て示す説明図である。 （Ｂ） 位置座標テーブル５８ａの説明図である。 （Ｃ） 各Ｘコイルから検出した検出値の記憶状態を示
す説明図である。

【図８】図３に示すペン６０の電気的構成を示す説明図
である。

【図９】電子黒板１の電気的構成をブロックで示す説明
図である。

【図１０】（Ａ） ペン属性と変調周波数ｆｍとの関係
を説明する図である。 （Ｂ） 図９の中のＡ，Ｂ，Ｃ点における信号を示す説
明図である。

【図１１】図９に示すＣＰＵ５６が実行する主な制御内
容を示すフローチャートである。

【図１２】座標読取処理についての流れを示すフローチ
ャートである。

【図１３】ＦＳＫ復調回路５５の電気的構成を示す説明
図である。

【図１４】図１３に示すＦＳＫ復調回路５５の各部位に
表れる信号波形を示す説明図である。

【図１５】（Ａ） ＣＲ発振回路６９ｅの出力信号と、
ＬＣ発振回路６９ｃの出力信号と、リミッタ回路５４の
出力信号と、カウント回路５５ａによるカウント値との
関係を示す説明図である。 （Ｂ） シフトレジスタ５５ｂに格納されたカウント値
がシフトする様子を示す説明図である。

【図１６】（Ａ） 絶対値コンパレータ５５ｆによるし
きい値判定出力と、ＣＰＵ５６の判定周期との関係を示
す説明図である。 （Ｂ） カウンタ５５ｇによるカウント値が移動する様
子を示す説明図である。

【図１７】図１２のＳ３１８におけるＦＳＫ復調回路５
５を構成するカウント回路５５ａから絶対値コンパレー
タ５５ｆまでの処理（ペン属性検出処理１）の流れを示
すフローチャートである。

【図１８】（Ａ） 図１２のＳ３１８におけるカウンタ
５５ｇの処理の流れを示すフローチャートである。 （Ｂ） 図１２のＳ３１８における加算器５５ｉの処理
の流れを示すフローチャートである。

【図１９】図２０とともに、Ｘコイルスキャン、Ａ／Ｄ
変換（図１２のＳ３０２）の処理の手順を示すフローチ
ャートである。

【図２０】図１９とともに、Ｘコイルスキャン、Ａ／Ｄ
変換（図１２のＳ３０２）の処理の手順を示すフローチ
ャートである。

【図２１】振幅検波回路５１の回路構成を示す図であ
る。

【図２２】（Ａ） 従来用いられている送信部から送信
される信号波形を示す図である。。 （Ｂ） 本実施の形態の送信部であるペン６０から送信
される信号波形を示す図である。 （Ｃ） 増幅器５０ｃによる増幅後の信号波形を示す図
である。

【図２３】増幅器５０ｃの周波数ｆとゲインＧとの関係
を示すグラフである。

【図２４】サンプリング処理のタイミングを示すグラフ
である。

【図２５】サンプリング記憶エリア７５の記憶内容を示
す模式図である。

【符号の説明】

１ 電子黒板（座標読取装置） １０ 筆記パネル（受信部） ２３ センスコイル ５０ａ Ｘコイル切り替え回路（センスコイル切り替え
手段） ５０ｂ Ｙコイル切り替え回路（センスコイル切り替え
手段） ５０ｃ 増幅器 ５１ 振幅検波回路 ５２ Ａ／Ｄ変換回路（サンプリング手段） ５６ ＣＰＵ（比較手段、入力許可手段） ５８ ＲＯＭ ５９ ＲＡＭ ６０ ペン（送信部） ６１ａ 胴体部 ６１ｃ 蓋 ６２ ペン先 ６３ インクカートリッジ ６７ スイッチ ６９ 回路基板 ６９ｃ ＬＣ発振回路（第１の発振回路） ６９ｄ ＦＳＫ回路（変調回路） ６９ｅ ＣＲ発振回路（第２の発振回路） ７０ 電池

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 搬送波を発振し交番磁界を発生する第１
   の発振回路と、 変調波を発振する第２の発振回路と、 前記変調波で少なくとも前記搬送波の振幅を変調する変
   調回路とを備えた送信部と、 当該送信部の交番磁界と磁気結合可能な複数のセンスコ
   イルと、 前記複数のセンスコイルからの入力を切り替えるセンス
   コイル切り替え手段と、 前記センスコイルから入力された信号を周波数により異
   なるゲインで増幅する増幅器と、 前記増幅器で増幅された信号を復調する復調回路と、 前記増幅器で増幅された信号を振幅検波する振幅検波回
   路と、 前記振幅検波回路で検波されたセンスコイル単位での信
   号の振幅の所定部分の値を測定し記憶するサンプリング
   手段と、 前記サンプリング手段により記憶された振幅の所定部分
   の値と、予め定められた所定範囲の値とを比較する比較
   手段と、 前記比較手段により振幅の所定部分の値が前記所定範囲
   内にあるとされた場合に入力を許可する入力許可手段と
   を備えた受信部とを備えたことを特徴とする座標読取装
   置。
2. 【請求項２】 前記サンプリング手段は、前記振幅検波
   回路で検波されたセンスコイル単位での信号の振幅の所
   定部分の最大値と最小値を測定して記憶するものであ
   り、 前記比較手段は、前記サンプリング手段により記憶され
   た振幅の最大値と最小値の差と、予め定められた所定範
   囲の値とを比較するものであり、 前記入力許可手段は、前記比較手段により振幅の最大値
   と最小値の差が前記所定範囲内にあるとされた場合に入
   力を許可するものであることを特徴とする請求項１に記
   載の座標読取装置。
3. 【請求項３】 前記サンプリング手段は、前記振幅検波
   回路で検波されたセンスコイル単位での信号の振幅の所
   定部分の複数の値を測定し記憶するものであり、 前記受信部は、前記サンプリング手段により記憶された
   振幅の複数の値の平均値に基づいて座標を算出する位置
   検出手段を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項
   ２に記載の座標読取装置。
4. 【請求項４】 前記変調回路は、前記変調波で前記搬送
   波の振幅を変調すると同時にＦＳＫ変調するＦＳＫ変調
   回路であり、 前記復調回路は、前記増幅器で増幅された信号をＦＳＫ
   復調するＦＳＫ復調回路であることを特徴とする請求項
   １乃至請求項３のいずれかに記載の座標読取装置。