JP2513681B2 - Coordinate input device - Google Patents

Coordinate input device

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JP2513681B2
JP2513681B2 JP10620587A JP10620587A JP2513681B2 JP 2513681 B2 JP2513681 B2 JP 2513681B2 JP 10620587 A JP10620587 A JP 10620587A JP 10620587 A JP10620587 A JP 10620587A JP 2513681 B2 JP2513681 B2 JP 2513681B2
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radio wave
tuning
coordinate input
input device
circuit
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JP10620587A
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嗣也 山並
聡明 仙田
敏秀 千頭
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Wakomu KK
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Wakomu KK
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【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、特にコードレスの位置指示器の状態を検出
し得る座標入力装置に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a coordinate input device capable of detecting the state of a cordless position pointing device.

(従来の技術) 本件出願人は、特願昭59−32244号の「位置検出装
置」(特開昭60−176133号公報参照)、又は特願昭58−
238532号の「座標位置検出装置」(特開昭60−129616号
公報参照)において、位置指示器がコードレスであっ
て、しかも所定間隔(約2〜3cm)以内であればタブレ
ットと位置指示器とが離れていても座標入力可能な装置
を提案した。
(Prior Art) The applicant of the present application has filed Japanese Patent Application No. 59-32244 “position detecting device” (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-176133) or Japanese Patent Application No.
In the "Coordinate position detecting device" of 238532 (see Japanese Patent Laid-Open No. 60-129616), if the position indicator is cordless and within a predetermined interval (about 2 to 3 cm), the tablet and the position indicator are We proposed a device that can input coordinates even if the distance is away.

前述した座標入力装置はいずれもタブレットの座標入
力範囲のうちで、永久磁石等の定常的な磁気バイアスの
発生源を有する位置指示器によって指定された位置を検
出する如くなっているため、位置検出そのもののために
位置指示器と位置検出回路との間で信号、例えば電波や
光信号等をやりとりする必要はなかった。
All of the coordinate input devices described above are designed to detect the position specified by the position indicator having a steady magnetic bias source such as a permanent magnet within the coordinate input range of the tablet. For that purpose, it was not necessary to exchange signals such as radio waves and optical signals between the position indicator and the position detection circuit.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、実際の使用に際してはタブレット上で
入力すべき座標位置を指定した位置指示器の状態(以
下、ペンダウン状態と称す。)を位置検出回路又はその
上位装置に伝えるため、位置指示器にスイッチ手段、超
音波や赤外線等の送信機、信号発生回路、電池等を設け
て、ペンダウン時の際の該スイッチ手段のオン(又はオ
フ)に基づくタイミング信号を超音波や赤外線を用いて
送らなければならず、このため、位置指示器の構成が複
雑化し、大型且つ大重量となり、また、電池の交換や充
電を頻繁に行なわなければならず、これらが位置指示器
の操作性を多少なりとも悪くするという問題点があっ
た。
(Problems to be Solved by the Invention) However, in actual use, the state of the position indicator (hereinafter, referred to as a pen-down state) in which the coordinate position to be input on the tablet is designated is set in the position detection circuit or its upper device. In order to transmit, the position indicator is provided with a switch means, a transmitter for ultrasonic waves or infrared rays, a signal generation circuit, a battery, etc., and a timing signal based on the turning on (or off) of the switch means at the time of pen down is transmitted by the ultrasonic wave. Therefore, the structure of the position indicator becomes complicated, the size and weight of the position indicator become large, and the batteries must be replaced and charged frequently. However, there is a problem that the operability of is deteriorated to some extent.

本発明は、コードレスの位置指示器の操作性を全く落
すことなく、その操作状態を検出し得る座標入力装置を
提供することを目的とする。
It is an object of the present invention to provide a coordinate input device capable of detecting the operating state of a cordless position indicator without degrading the operability of the position indicator.

また、本発明は、コードレスの位置指示器の操作性を
全く落すことなく、その操作状態とともに高さを検出し
得る座標入力装置を提供することを目的とする。
It is another object of the present invention to provide a coordinate input device capable of detecting the height as well as the operating state of the cordless position indicator without degrading the operability of the position indicator.

(課題を解決するための手段) 前記目的を達成するため、第1の発明として、定常的
に閉である第1の同調回路と、操作者のスイッチ操作に
よって構成され前記第1の同調回路と同調周波数が異な
りタブレットに対し前記スイッチ操作を通知する第2の
同調回路とを有する位置指示器のスイッチ操作を検出す
る座標入力装置であって、前記第1と第2の同調回路が
同調し得る電波を発信する電波発信手段と、前記位置指
示器の第1又は第2の同調回路から反射される前記同調
に起因する電波を受信する電波受信手段と、該受信した
電波のレベルが所定の範囲の値となるよう増幅する増幅
手段と、前記電波発信手段より発信した電波と前記電波
受信手段で受信し増幅手段で増幅した電波との位相差を
検出する位相差検出手段とを有し、該位相差検出手段に
よって検出された電波の位相差より位置指示器のスイッ
チ操作を検出するようになした座標入力装置を提案す
る。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, as a first invention, a first tuning circuit that is constantly closed, and the first tuning circuit that is configured by a switch operation of an operator are provided. A coordinate input device for detecting switch operation of a position indicator having a different tuning frequency and notifying a switch operation to a tablet, wherein the first and second tuning circuits can be tuned. Radio wave transmitting means for transmitting a radio wave, radio wave receiving means for receiving a radio wave resulting from the tuning reflected from the first or second tuning circuit of the position indicator, and a level of the received radio wave within a predetermined range And a phase difference detecting means for detecting a phase difference between the radio wave transmitted from the radio wave transmitting means and the radio wave received by the radio wave receiving means and amplified by the amplifying means. Phase difference A coordinate input device is proposed which detects a switch operation of a position indicator based on a phase difference between radio waves detected by a detection means.

また、前記目的を達成するため、第2の発明として、
定常的に閉である第1の同調回路と、操作者のスイッチ
操作によって構成され前記第1の同調回路と同調周波数
が異なりタブレットに対し前記スイッチ操作を通知する
第2の同調回路とを有する位置指示器のスイッチ操作を
検出する座標入力装置であって、前記第1と第2の同調
回路が同調し得る電波を発信する電波発信手段と、前記
位置指示器の第1又は第2の同調回路から反射される前
記同調に起因する電波を受信する電波受信手段と、該受
信した電波を利得制御信号に従う利得で増幅し、該増幅
後の電波のレベルが所定の範囲の値となるように利得制
御信号を変更し利得を変化させる利得可変増幅手段と、
前記電波発信手段より発信した電波と前記電波受信手段
で受信し利得可変増幅手段で増幅した電波との位相差を
検出する位相差検出手段とを有し、該位相差検出手段に
よって検出された電波の位相差より位置指示器のスイッ
チ操作を検出するとともに、前記利得制御信号より位置
指示器の高さを検出するようになした座標入力装置を提
案する。
In order to achieve the above object, as a second invention,
Position having a first tuning circuit that is steadily closed and a second tuning circuit that is configured by an operator's switch operation and has a tuning frequency different from that of the first tuning circuit to notify the tablet of the switch operation A coordinate input device for detecting a switch operation of an indicator, which is radio wave transmitting means for transmitting an electric wave capable of being tuned by the first and second tuning circuits, and the first or second tuning circuit of the position indicator. A radio wave receiving means for receiving the radio wave due to the tuning reflected from the radio wave, and a gain for amplifying the received radio wave with a gain according to a gain control signal so that the level of the amplified radio wave becomes a value within a predetermined range. Variable gain amplifying means for changing the control signal to change the gain,
A radio wave detected by the phase difference detecting means, which has a phase difference detecting means for detecting a phase difference between the radio wave transmitted from the radio wave transmitting means and the radio wave received by the radio wave receiving means and amplified by the variable gain amplifying means. A coordinate input device is proposed which detects the switch operation of the position indicator from the phase difference of the above and also detects the height of the position indicator from the gain control signal.

(作用) 第1の発明によれば、電波発信手段より発信された電
波は位置指示器の第1又は第2の同調回路を励振し、該
第1又は第2の同調回路より同様な電波を発生、即ち反
射させる。前記第1又は第2の同調回路より反射される
電波は電波受信手段によって受信される。この際、電波
受信手段に受信される電波のレベルは位置指示器と電波
発信手段及び電波受信手段との間の距離に対応した値を
示し、例えば位置指示器と電波発信手段及び電波受信手
段とが離れていると小さな値を示すが、該小さな値は増
幅手段により所定の範囲の値まで増幅され、さらに該増
幅後の電波と電波発信手段より発信した電波との位相差
が位相差検出手段によって検出され、第1又は第2の同
調回路のいずれであるかが検出され、これによって位置
指示器に対する操作状態が検出される。
(Operation) According to the first invention, the radio wave transmitted from the radio wave transmitting means excites the first or second tuning circuit of the position indicator, and a similar radio wave is generated from the first or second tuning circuit. Generate, that is, reflect. The radio wave reflected by the first or second tuning circuit is received by the radio wave receiving means. At this time, the level of the radio wave received by the radio wave receiving means indicates a value corresponding to the distance between the position indicator and the radio wave transmitting means and the radio wave receiving means. Shows a small value when they are separated from each other, but the small value is amplified to a value within a predetermined range by the amplification means, and the phase difference between the amplified radio wave and the radio wave transmitted from the radio wave transmission means is the phase difference detection means. Is detected, and whether it is the first tuning circuit or the second tuning circuit is detected, and thereby the operating state of the position indicator is detected.

第2の発明によれば、電波受信手段に受信される電波
のレベルは位置指示器と電波発信手段及び電波受信手段
との間の距離、即ち位置指示器の高さに対応した値を示
すが、該位置指示器の高さに対応した値の電波は利得制
御手段からの利得制御信号によって制御される利得可変
増幅手段により所定の範囲の値まで増幅され、さらに該
増幅後の電波と電波発信手段より発信した電波との位相
差が位相差検出手段によって検出され、第1又は第2の
同調回路のいずれであるかが検出され、これによって位
置指示器に対する操作状態が検出されるとともに、利得
制御手段から利得可変増幅手段へ送出される利得制御信
号より該位置指示器の高さが検出される。
According to the second invention, the level of the radio wave received by the radio wave receiving means indicates a distance between the position indicator and the radio wave transmitting means and the radio wave receiving means, that is, a value corresponding to the height of the position indicator. , A radio wave having a value corresponding to the height of the position indicator is amplified to a value within a predetermined range by a variable gain amplifying means controlled by a gain control signal from the gain control means, and further the radio wave and the radio wave after the amplification are transmitted. The phase difference with the radio wave transmitted from the means is detected by the phase difference detecting means, which of the first tuning circuit and the second tuning circuit is detected, thereby detecting the operation state of the position indicator and gain. The height of the position indicator is detected from the gain control signal sent from the control means to the variable gain amplification means.

(実施例) 第1図は本発明の座標入力装置の一実施例を示すもの
で、図中、1はタブレット、2は位置指示器、3は位置
検出回路、4はタイミング制御回路である。
(Embodiment) FIG. 1 shows an embodiment of the coordinate input device of the present invention, in which 1 is a tablet, 2 is a position indicator, 3 is a position detection circuit, and 4 is a timing control circuit.

タブレット1は、非磁性金属の筐体11にタブレット本
体12及びアンテナコイル13を取付けてなるもので、タブ
レット本体12は位置検出回路3に接続され、また、アン
テナコイル13はタイミング制御回路4に接続されてい
る。
The tablet 1 has a tablet body 12 and an antenna coil 13 mounted on a non-magnetic metal casing 11. The tablet body 12 is connected to the position detection circuit 3, and the antenna coil 13 is connected to the timing control circuit 4. Has been done.

タブレット本体12は、位置検出回路3に駆動され、位
置指示器2により指定された位置を検出する検出部を構
成するもので、該タブレット本体12は筐体11のほぼ中央
に収納されている。なお、筐体11の上面パネル11aに描
かれている枠14はその座標入力範囲を示す。
The tablet body 12 is driven by the position detection circuit 3 and constitutes a detection unit for detecting the position designated by the position indicator 2, and the tablet body 12 is housed in the housing 11 substantially at the center thereof. The frame 14 drawn on the top panel 11a of the housing 11 indicates the coordinate input range.

前記タブレット本体12及び位置検出回路3としては、
位置指示器がコードレスであってしかも所定間隔以内で
あればタブレットと位置指示器とが離れていても座標入
力可能な装置であれば、どのようなものでも良いが、前
述した本件出願人の出願にかかる装置を用いれば好適で
ある。
As the tablet body 12 and the position detection circuit 3,
As long as the position indicator is cordless and within a predetermined distance, any device can be used as long as the device can input coordinates even if the tablet and the position indicator are separated, but the application of the applicant of the present application described above is possible. It is preferable to use the device according to the above.

アンテナコイル13は、絶縁被覆された導体をタブレッ
ト本体12の座標入力範囲、即ち前記枠14の周囲の筐体11
の上面パネル11aの表面に配設してなるものである。な
お、図面上、1ターンのコイルで示されているが、実際
には数ターンのコイルからなっている。
The antenna coil 13 includes an insulating coated conductor, the coordinate input range of the tablet body 12, that is, the casing 11 around the frame 14.
It is arranged on the surface of the upper panel 11a. Although it is shown as a coil of one turn in the drawing, it is actually composed of a coil of several turns.

位置指示器2は前述した本件出願人の出願にかかる装
置に対応したスタイラスペン(以下、ペンと称す。)を
示すもので、位置指定用の磁気発生器、例えば磁石21と
同調回路22とを内蔵する。
The position indicator 2 is a stylus pen (hereinafter referred to as a pen) corresponding to the device according to the above-mentioned applicant's application, and includes a magnetic generator for specifying a position, such as a magnet 21 and a tuning circuit 22. Built-in.

第2図はペン2の詳細な構造を示すもので、合成樹脂
等の非金属材料からなるペン軸23の内部にその先端寄り
から、ボールペン等の筆記用の芯体24と、該芯体24を摺
動自在に収容し得る透孔を備えた棒磁石21と、コイルバ
ネ25と、スイッチ221、コア入りコイル222、コンデンサ
223及び224からなる同調回路22とが一体的に組合わされ
て内蔵され、その後端にはキャップ26が取付けられてな
っている。
FIG. 2 shows the detailed structure of the pen 2. Inside the pen shaft 23 made of a non-metallic material such as synthetic resin, a writing core 24 such as a ballpoint pen and the core 24 are drawn from the tip end thereof. A bar magnet 21 having a through hole capable of slidably accommodating therein, a coil spring 25, a switch 221, a coil 222 with a core, and a capacitor.
A tuning circuit 22 composed of 223 and 224 is integrally combined and built in, and a cap 26 is attached to the rear end thereof.

前記コイル222とコンデンサ223は第3図にも示すよう
に互いに直列に接続され、周知の共振回路を構成する如
くなっており、該コイル222及びコンデンサ223の数値は
所定の周波数f0において、電圧と電流の位相が同相で共
振(同調)する値に設定されている。また、コンデンサ
224はスイッチ221を介してコンデンサ223の両端に並列
に接続されており、該スイッチ221がオンした時、前述
した共振回路における電流の位相を一定角度遅らせ、後
述する受信信号の位相を所定角度遅らせる作用を行な
う。なお、スイッチ221は芯体24の先端を位置検出部1
の入力面に押し付けることによってペン軸23内に押込む
と、その後端によりコイルバネ25を介して押圧され、オ
ンする如くなっている。
The coil 222 and the capacitor 223 are connected to each other in series as shown in FIG. 3 so as to form a well-known resonant circuit, and the numerical values of the coil 222 and the capacitor 223 are the same as the voltage at a predetermined frequency f0. The current phase is set to a value that causes resonance (tuning) in the same phase. Also capacitors
224 is connected in parallel to both ends of the capacitor 223 via the switch 221, and when the switch 221 is turned on, delays the phase of the current in the above-mentioned resonant circuit by a certain angle and delays the phase of the reception signal described later by a predetermined angle. Act. It should be noted that the switch 221 uses the tip of the core body 24 to detect the position detecting unit
When it is pushed into the pen shaft 23 by pressing it against the input surface of the above, the rear end of the pen shaft is pressed through the coil spring 25 and turned on.

ここで、前述したコイル222及びコンデンサ223からな
る回路が定常的に閉である第1の同調回路を構成し、ま
た、スイッチ221、コイル222及びコンデンサ223,224か
らなる回路が操作者のスイッチ操作によって構成され前
記第1の同調回路と同調周波数が異なりタブレットに対
し前記スイッチ操作を通知する第2の同調回路を構成す
る(なお、前述した「定常的」という概念には「操作者
がスイッチ操作をしない状態」も含むものとする。)。
Here, the above-mentioned circuit composed of the coil 222 and the capacitor 223 constitutes a first tuning circuit which is normally closed, and the circuit composed of the switch 221, the coil 222 and the capacitors 223, 224 is constituted by the switch operation of the operator. A second tuning circuit that is different in tuning frequency from the first tuning circuit and notifies the tablet of the switch operation is provided (note that the concept of "steady" described above means that "the operator does not perform a switch operation". "State" is also included.)

第3図は前記同調回路22並びにタイミング制御回路4
の詳細な構成を示すものである。同図において、401は
制御回路、402はタイミング回路、403は駆動回路、404
は送受切替回路、405は増幅器、406は受信タイミング切
替回路、407は利得可変増幅器(PGA)、408は帯域フィ
ルタ(BPF)、409は検波器、410,411は位相検波器(PS
D),412,413,414は低域フィルタ(LPF)である。
FIG. 3 shows the tuning circuit 22 and the timing control circuit 4
2 shows a detailed configuration of the above. In the figure, 401 is a control circuit, 402 is a timing circuit, 403 is a drive circuit, and 404.
Is a transmission / reception switching circuit, 405 is an amplifier, 406 is a reception timing switching circuit, 407 is a variable gain amplifier (PGA), 408 is a bandpass filter (BPF), 409 is a detector, and 410 and 411 are phase detectors (PS).
D), 412, 413 and 414 are low pass filters (LPF).

ここで、前述したアンテナコイル13、タイミング回路
402、駆動回路403及び送受切替回路404が電波発信手段
を構成し、また、アンテナコイル13、送受切替回路40
4、増幅器405、受信タイミング切替回路406及び帯域フ
ィルタ408が電波受信手段を構成し、また、利得可変増
幅器407、検波器409、低域フィルタ412及び制御回路401
が増幅手段を構成し、また、位相検波器410,411及び低
域フィルタ413,414が位相差検出手段を構成する。
Here, the above-mentioned antenna coil 13 and timing circuit
402, the drive circuit 403, and the transmission / reception switching circuit 404 constitute a radio wave transmitting means, and the antenna coil 13 and the transmission / reception switching circuit 40 are included.
4, the amplifier 405, the reception timing switching circuit 406 and the band filter 408 constitute a radio wave receiving means, and the variable gain amplifier 407, the detector 409, the low pass filter 412 and the control circuit 401.
Constitutes the amplifying means, and the phase detectors 410, 411 and the low-pass filters 413, 414 constitute the phase difference detecting means.

第4図は第3図の各部における信号波形図である。以
下、動作について詳細に説明する。
FIG. 4 is a signal waveform diagram in each part of FIG. The operation will be described in detail below.

制御回路401は周知のマイクロプロセッサ等により構
成され、タイミング回路402を制御するとともに低域フ
ィルタ412〜414からの出力値をアナログ・ディジタル
(A/D)変換し、低域フィルタ412の出力値に対応するデ
ィジタル値が所定の範囲の値となるよう利得可変増幅器
407を制御し、また、低域フィルタ413,414の出力値に対
応するディジタル値からスイッチ221の状態を識別し、
これを位置検出回路3に送出する。
The control circuit 401 is configured by a well-known microprocessor or the like, controls the timing circuit 402, converts the output values from the low-pass filters 412 to 414 into analog / digital (A / D), and outputs the output value of the low-pass filter 412. Variable gain amplifier so that the corresponding digital value is within a predetermined range
407, and also identifies the state of the switch 221 from the digital value corresponding to the output values of the low pass filters 413, 414,
This is sent to the position detection circuit 3.

タイミング回路402は所定の周波数f0の矩形波信号
A、該矩形波信号Aの位相を所定角度遅らせた信号A′
(図示せず)、所定の周波数fkの送受切替信号B及び受
信タイミング信号Cを発生する。前述矩形波信号Aは位
相検波器410に送出されるとともに図示しない低域フィ
ルタにより正弦波信号に変換されて駆動回路403に送出
され、また、矩形波信号A′は位相検波器411に送出さ
れ、また、送受切替信号Bは送受切替回路404に送出さ
れ、さらにまた、受信タイミング信号Cは受信タイミン
グ切替回路406に送出される。
The timing circuit 402 includes a rectangular wave signal A having a predetermined frequency f0 and a signal A ′ obtained by delaying the phase of the rectangular wave signal A by a predetermined angle.
(Not shown), a transmission / reception switching signal B and a reception timing signal C having a predetermined frequency fk are generated. The rectangular wave signal A is sent to the phase detector 410, converted into a sine wave signal by a low-pass filter (not shown) and sent to the drive circuit 403, and the rectangular wave signal A ′ is sent to the phase detector 411. The transmission / reception switching signal B is transmitted to the transmission / reception switching circuit 404, and the reception timing signal C is further transmitted to the reception timing switching circuit 406.

駆動回路403に送出された正弦波信号は平衡信号に変
換され、さらに送受切替回路404に送出されるが、該送
受切替回路404は送受切替信号Bに基づいて駆動回路403
及び増幅器405のいずれか一方を交互にアンテナコイル1
3に切替接続するため、アンテナコイル13には時間T
(=1/2fk)毎に周波数f0の正弦波信号を出したり、出
さなかったりする信号Dが入力され、該信号Dはアンテ
ナコイル13より電波として発信される。
The sine wave signal sent to the drive circuit 403 is converted into a balanced signal and further sent to the transmission / reception switching circuit 404. The transmission / reception switching circuit 404, based on the transmission / reception switching signal B, drives the circuit 403.
And either the amplifier 405 or the amplifier 405 alternately
Since the connection is switched to 3, the antenna coil 13 has time T
A signal D that outputs or does not output a sine wave signal having a frequency f0 is input every (= 1/2 fk), and the signal D is transmitted as a radio wave from the antenna coil 13.

この際、タブレット1の座標入力範囲14内において、
ペン2が略直立状態、即ち使用状態に保持されている
と、前記電波は入力ペン2のコイル222を励振し、その
同調回路22に前記信号Dに同期した誘導電圧Eを発生さ
せる。
At this time, within the coordinate input range 14 of the tablet 1,
When the pen 2 is held in a substantially upright state, that is, in a used state, the radio wave excites the coil 222 of the input pen 2 and causes the tuning circuit 22 to generate an induced voltage E synchronized with the signal D.

その後、送受切替回路404によりアンテナコイル13が
増幅器405側に切替えられる、即ち受信期間に入ると、
該アンテナコイル13よりの電波は直ちに消滅するが、前
記誘導電圧Eは同調回路22内の損失に応じて徐々に減衰
する。
After that, the antenna coil 13 is switched to the amplifier 405 side by the transmission / reception switching circuit 404, that is, when the reception period starts,
The radio wave from the antenna coil 13 disappears immediately, but the induced voltage E gradually attenuates according to the loss in the tuning circuit 22.

一方、前記誘導電圧Eに基づいて同調回路22を流れる
電流は、コイル222より電波を発信させる。該電波はア
ンテナコイル13を逆に励振するため、該アンテナコイル
13にはコイル222からの電波による誘導電圧が発生す
る。該誘導電圧は、受信期間の間のみ送受切替回路404
より増幅器405に送出され増幅されて受信信号Fとな
り、さらに受信タイミング切替回路406に送出される。
On the other hand, the current flowing through the tuning circuit 22 based on the induced voltage E causes the coil 222 to emit a radio wave. Since the radio wave excites the antenna coil 13 in the opposite direction,
An induction voltage due to the radio wave from the coil 222 is generated in the coil 13. The induced voltage is applied to the transmission / reception switching circuit 404 only during the reception period.
The signal is sent to the amplifier 405, amplified and becomes the received signal F, which is further sent to the reception timing switching circuit 406.

受信タイミング切替回路406には実質的に送受切替信
号Bの反転信号である受信タイミング信号Cが入力され
ており、該信号Cがハイ(H)レベルの期間は受信信号
Fを出力し、ロー(L)レベルの期間は何も出力しない
ため、その出力には信号G(実質的に受信信号Fと同
一)が得られ、該信号Gは利得可変増幅器407に送出さ
れる。
The reception timing switching circuit 406 receives a reception timing signal C which is substantially an inverted signal of the transmission / reception switching signal B, and outputs the reception signal F while the signal C is at a high (H) level, and outputs a low ( Since nothing is output during the L) level period, a signal G (substantially the same as the received signal F) is obtained at the output, and the signal G is sent to the variable gain amplifier 407.

利得可変増幅器407は、第5図に示すように複数、こ
こでは8個の利得制御用の抵抗Rと、周知のマルチプレ
クサMPXと、増幅器AMPとからなり、制御回路401より送
出される利得制御信号に従ってマルチプレクサMPXが切
替えられ、入力端子INと出力端子OUTとの間の利得が制
御される如くなっている。
As shown in FIG. 5, the variable gain amplifier 407 includes a plurality of, here eight, resistors R for gain control, a well-known multiplexer MPX, and an amplifier AMP, and a gain control signal sent from the control circuit 401. Accordingly, the multiplexer MPX is switched so that the gain between the input terminal IN and the output terminal OUT is controlled.

前記利得可変増幅器407は当初、利得が一番小さくな
るよう、即ちマルチプレクサMPXにおいて一番下の端子
が選択される如く制御されており、この時の利得(最大
利得の1/8)で前記信号Gを増幅し、信号H(振幅以外
は信号Gと同一)として帯域フィルタ408に送出する
(なお、第4図において、信号F,G,Hを一つの波形で示
しているが、実際には信号Hの振幅は信号G又はFの振
幅と異なる。)。
Initially, the variable gain amplifier 407 is controlled so that the gain becomes the smallest, that is, the lowermost terminal is selected in the multiplexer MPX, and the signal is gained at the gain (1/8 of the maximum gain) at this time. G is amplified and sent to the bandpass filter 408 as a signal H (the same as the signal G except for the amplitude) (note that the signals F, G, and H are shown as one waveform in FIG. 4, but actually The amplitude of signal H is different from that of signal G or F).

帯域フィルタ408は周波数f0を中心とする通過帯域を
有するフィルタであり、前記信号H中の周波数f0成分の
エネルギーに応じた振幅iを有する信号I(厳密には、
数個の信号Hが帯域フィルタ408に入力され収束した状
態において)を検波器409及び位相検波器410,411に送出
する。
The band-pass filter 408 is a filter having a pass band centered on the frequency f0, and has a signal I (strictly speaking, an amplitude i corresponding to the energy of the frequency f0 component in the signal H).
In the state where several signals H are input to the band-pass filter 408 and converged, the signal is sent to the detector 409 and the phase detectors 410 and 411.

前記検波器409に入力された信号Iは検波・整流さ
れ、信号Jとされた後、遮断周波数の充分低い低域フィ
ルタ412にて前記振幅iのほぼ1/2に対応する電圧値Vkを
有する直流信号Kに変換され、制御回路401に送出され
る。
The signal I input to the detector 409 is detected and rectified to be a signal J, and then has a voltage value Vk corresponding to approximately 1/2 of the amplitude i by a low pass filter 412 having a sufficiently low cutoff frequency. It is converted into a DC signal K and sent to the control circuit 401.

制御回路401は前記直流信号KをA/D変換し、ディジタ
ル値、例えばDkとした後、該ディジタル値Dkが予め設定
した所定の範囲、例えばディジタル値DaとDb(Da>Db)
との間の値であるかどうかを判定する。
The control circuit 401 A / D-converts the DC signal K into a digital value, for example, Dk, and then sets the digital value Dk in a predetermined range, for example, digital values Da and Db (Da> Db).
It is determined whether the value is between or.

前記ディジタル値Da及びDbは利得可変増幅器407にお
ける利得が一番小さい状態において、ペン2の同調回路
22とアンテナコイル13との間の電磁結合が最も強い状
態、即ちペン2の芯体24の先端がタブレット1の上面パ
ネル11aに接している状態で得られるディジタル値を含
む値に設定されている。
The digital values Da and Db are the tuning circuit of the pen 2 when the gain in the variable gain amplifier 407 is the smallest.
It is set to a value including a digital value obtained when the electromagnetic coupling between the antenna 22 and the antenna coil 13 is strongest, that is, when the tip of the core body 24 of the pen 2 is in contact with the top panel 11a of the tablet 1. .

この時、制御回路401は前記ディジタル値Dkが前記デ
ィジタル値DaとDbとの間の値でない、即ちディジタル値
Db以下であると判定すると、該ディジタル値Dkがディジ
タル値DaとDbとの間の値となるよう、利得可変増幅器40
7のマルチプレクサMPXへの利得制御信号を変更する。従
って、帯域フィルタ408の出力Iの振幅iは常に一定値
以上となり、この一定値以上の振幅iを有する信号Iが
位相検波器410及び411に送出される。
At this time, the control circuit 401 determines that the digital value Dk is not a value between the digital values Da and Db.
When it is determined that it is Db or less, the variable gain amplifier 40 is controlled so that the digital value Dk becomes a value between the digital values Da and Db.
Change the gain control signal to the multiplexer MPX of 7. Therefore, the amplitude i of the output I of the bandpass filter 408 is always a fixed value or more, and the signal I having the amplitude i of the fixed value or more is sent to the phase detectors 410 and 411.

一方、位相検波器410には前記矩形波信号Aが検波信
号として入力されており、この時、スイッチ221がオフ
であって、信号Iの位相が矩形波信号Aの位相とほぼ一
致しているとすると、ちょうど信号Iを正側に反転した
信号(実質的に信号Jと同一)を出力する。この信号は
前記同様の低域フィルタ413にて振幅iのほぼ1/2に対応
する電圧値を有する直流信号(実質的に信号Kと同一)
に変換され、制御回路401に送出される。
On the other hand, the rectangular wave signal A is input to the phase detector 410 as a detection signal. At this time, the switch 221 is off and the phase of the signal I substantially matches the phase of the rectangular wave signal A. Then, a signal obtained by inverting the signal I to the positive side (substantially the same as the signal J) is output. This signal is a DC signal (substantially the same as the signal K) having a voltage value corresponding to approximately 1/2 of the amplitude i in the low pass filter 413 similar to the above.
Is converted to the control circuit 401 and transmitted to the control circuit 401.

また、位相検波器411には矩形波信号A′が検波信号
として入力されているが、前述したようにスイッチ221
がオフであって、信号Iの位相(受信信号Fの位相とほ
ぼ同一)が矩形波信号A′の位相に対して所定角度進ん
でいるとすると、正側及び負側に成分を有する信号を出
力する。この信号は前記同様の低域フィルタ414にて直
流信号に変換され制御回路401に送出されるが、ここで
は位相検波器411の出力信号において正側及び負側に成
分を有するため、低域フィルタ414の出力の電圧値は低
域フィルタ413の出力の電圧値に比べてかなり小さい値
となる。
Further, although the rectangular wave signal A'is input to the phase detector 411 as a detection signal, as described above, the switch 221
Is off and the phase of the signal I (substantially the same as the phase of the received signal F) leads the phase of the rectangular wave signal A ′ by a predetermined angle, a signal having components on the positive side and the negative side is obtained. Output. This signal is converted into a DC signal by the same low-pass filter 414 as described above and sent to the control circuit 401, but since the output signal of the phase detector 411 has components on the positive side and the negative side here, it is a low-pass filter. The voltage value of the output of 414 is considerably smaller than the voltage value of the output of the low-pass filter 413.

ここで、ペン2のスイッチ221がオンになると、同調
回路22を流れる電流の位相は誘導電圧Eに対して一定角
度遅れ、受信信号Fの位相は所定角度遅れる、即ち矩形
波信号A′の位相とほぼ一致することになる。従って、
この時の帯域フィルタ408の出力Iは位相検波器410によ
って正側及び負側に成分を有する信号とされ、低域フィ
ルタ413の出力は前述したスイッチ221がオフの場合の低
域フィルタ414の出力とほぼ同じ電圧値となるが、位相
検波器411によって正側に反転した信号とされ、低域フ
ィルタ414の出力は前記同様、振幅iのほぼ1/2に対応す
る所定の電圧値を有する直流信号となる。
When the switch 221 of the pen 2 is turned on, the phase of the current flowing through the tuning circuit 22 is delayed by a certain angle with respect to the induced voltage E, and the phase of the received signal F is delayed by a predetermined angle, that is, the phase of the rectangular wave signal A '. Will almost agree with. Therefore,
The output I of the bandpass filter 408 at this time is converted into a signal having components on the positive side and the negative side by the phase detector 410, and the output of the low-pass filter 413 is the output of the low-pass filter 414 when the above-mentioned switch 221 is off. However, the output of the low-pass filter 414 has a predetermined voltage value corresponding to approximately 1/2 of the amplitude i as in the above. Become a signal.

このようにスイッチ221がオフの場合は低域フィルタ4
13の出力に所定の電圧値が得られ、また、スイッチ221
がオンであれば低域フィルタ414の出力に所定の電圧値
が得られるため、制御回路401において、低域フィルタ4
13及び414の出力値を監視することにより、スイッチ221
がオフであるか又はオンであるかが検出される。
In this way, when the switch 221 is off, the low pass filter 4
A predetermined voltage value is obtained at the output of 13 and switch 221
When is on, a predetermined voltage value is obtained at the output of the low-pass filter 414, so the low-pass filter 4 in the control circuit 401 is
By monitoring the output values of 13 and 414, the switch 221
Is detected as being off or on.

前述したようにタブレット1とペン2との間が若干離
れていても帯域フィルタ408の出力の振幅はほぼ一定に
保たれるので、タブレット1のパネル上面11a上に厚み
のあるもの、例えば書物等を置き、その上からペン2を
用いて座標入力するような場合でも、同調回路22におけ
るスイッチ221のオン又はオフを正確に識別することが
できる。
As described above, the amplitude of the output of the band-pass filter 408 is kept substantially constant even if the tablet 1 and the pen 2 are slightly apart from each other, so that a thick object, such as a book, is placed on the panel upper surface 11a of the tablet 1. It is possible to accurately identify whether the switch 221 in the tuning circuit 22 is on or off even when the position is placed and the coordinates are input using the pen 2 from above.

なお、ここで識別されたスイッチ221のオン(又はオ
フ)の状態を示す情報は、例えばタブレット1及び位置
検出回路3により検出された座標値のうちで実際に入力
すべき値を指定する情報等として使用される。
The information indicating the on (or off) state of the switch 221 identified here is, for example, information designating a value to be actually input among the coordinate values detected by the tablet 1 and the position detection circuit 3. Used as.

また、前記低域フィルタ412の出力値はペン2とタブ
レット1との間の電磁的な結合の強さに対応した値であ
り、この場合はペン2とタブレット1との間の距離、即
ちペン2のタブレット1上における高さにほぼ比例した
値となる。従って、低域フィルタ412の出力値をA/D変換
したディジタル値又は利得可変増幅器407を制御する制
御回路401の利得制御信号をペン2のタブレット1上の
高さを示す情報として、位置検出回路3又はその上位装
置に送出することもできる。
The output value of the low-pass filter 412 corresponds to the strength of electromagnetic coupling between the pen 2 and the tablet 1, and in this case, the distance between the pen 2 and the tablet 1, that is, the pen. 2 is a value almost proportional to the height on the tablet 1. Therefore, the position detection circuit uses the digital value obtained by A / D converting the output value of the low-pass filter 412 or the gain control signal of the control circuit 401 for controlling the variable gain amplifier 407 as the information indicating the height of the pen 2 on the tablet 1. 3 or its upper device.

(発明の効果) 以上説明したように第1の発明によれば、定常的に閉
である第1の同調回路と、操作者のスイッチ操作によっ
て構成され前記第1の同調回路と同調周波数が異なりタ
ブレットに対し前記スイッチ操作を通知する第2の同調
回路とを有する位置指示器に対し、電波発信手段及び電
波受信手段より電波を送受信し、該受信した電波のレベ
ルが所定の範囲の値となるよう増幅手段で増幅するとと
もに電波発信手段より発信した電波と電波受信手段で受
信し増幅した電波との位相差を位相差検出手段で検出し
て第1又は第2の同調回路のいずれであるかを検出し、
この検出の結果より位置指示器に対する操作状態を検出
するようになしたため、電波発信手段及び電波受信手段
と位置指示器との間が若干離れていても常に一定レベル
の受信信号を得ることができ、従って、装置の上面に厚
みのあるもの、例えば書物等を置き、その上から位置指
示器を用いて座標入力するような場合でも、位置指示器
に対する操作状態を正確に検出することができ、また、
位置指示器にはコイルとコンデンサとを含む同調回路を
設けるのみで良く、従来のような複雑な信号発生回路や
電池等も不要であり、極めて操作性の良い位置指示器を
提供できる。
(Effect of the Invention) As described above, according to the first invention, the first tuning circuit which is normally closed and the tuning frequency which is different from that of the first tuning circuit which is configured by the switch operation of the operator. Radio waves are transmitted / received by the radio wave transmitting means and the radio wave receiving means to / from a position indicator having a second tuning circuit for notifying the tablet of the switch operation, and the level of the received radio wave becomes a value within a predetermined range. Whether the first or second tuning circuit detects the phase difference between the radio wave transmitted from the radio wave transmitting means and the radio wave received by the radio wave receiving means and amplified by the phase difference detecting means. Detect
Since the operation state for the position indicator is detected from the result of this detection, it is possible to always obtain a reception signal of a constant level even if the position indicator is slightly apart from the radio wave transmitting means and the radio wave receiving means. Therefore, even when a thick object such as a book is placed on the upper surface of the device and coordinates are input from the top using the position indicator, the operation state of the position indicator can be accurately detected. Also,
The position indicator only needs to be provided with a tuning circuit including a coil and a capacitor, and does not require a complicated signal generating circuit or a battery as in the prior art, so that the position indicator with extremely good operability can be provided.

また、第2の発明によれば、定常的に閉である第1の
同調回路と、操作者のスイッチ操作によって構成され前
記第1の同調回路と同調周波数が異なりタブレットに対
し前記スイッチ操作を通知する第2の同調回路とを有す
る位置指示器に対し、電波発信手段及び電波受信手段よ
り電波を送受信し、該受信した電波を利得制御手段から
の利得制御信号によって利得制御される利得可変増幅手
段で増幅するとともに、電波発信手段より発信した電波
と電波受信手段で受信し増幅した電波との位相差を位相
差検出手段で検出して第1又は第2の同調回路のいずれ
であるかを検出し、この検出の結果より位置指示器に対
する操作状態を検出するとともに前記利得制御信号より
位置指示器の高さを検出するようになしたため、位置指
示器に対する操作状態とともに該位置指示器の高さを検
出することができ、また、位置指示器にはコイルとコン
デンサとを含む同調回路を設けるのみで良く、従来のよ
うな複雑な信号発生回路や電池等も不要であり、極めて
操作性の良い位置指示器を提供できる等の利点がある。
According to the second aspect of the invention, the first tuning circuit that is normally closed and the tuning frequency that is different from the first tuning circuit that is configured by the switch operation of the operator and notifies the tablet of the switch operation. A variable gain amplifying means for controlling the gain of the received radio wave by a gain control signal from the gain control means. Is detected by the phase difference detecting means by detecting the phase difference between the electric wave emitted from the electric wave transmitting means and the electric wave received by the electric wave receiving means and amplified by the phase difference detecting means. However, since the operation state for the position indicator is detected from the result of this detection and the height of the position indicator is detected from the gain control signal, the operation state for the position indicator is detected. In addition, the height of the position indicator can be detected, and the position indicator only needs to be provided with a tuning circuit including a coil and a capacitor, and a complicated signal generating circuit, battery, etc. as in the past are not required. Therefore, there is an advantage that a position indicator having extremely good operability can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の座標入力装置の一実施例を示す斜視
図、第2図はスタイラスペンの断面図、第3図はペンの
同調回路並びにタイミング制御回路の詳細な構成図、第
4図は第3図の各部の信号波形図、第5図は利得可変増
幅器の詳細を示す図である。 1…タブレット、2…スタイラスペン、3…位置検出回
路、4…タイミング制御回路、13…アンテナコイル、14
…座標入力範囲、22…同調回路。
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a coordinate input device of the present invention, FIG. 2 is a sectional view of a stylus pen, FIG. 3 is a detailed configuration diagram of a pen tuning circuit and a timing control circuit, and FIG. Is a signal waveform diagram of each part of FIG. 3, and FIG. 5 is a diagram showing details of the variable gain amplifier. 1 ... Tablet, 2 ... Stylus pen, 3 ... Position detection circuit, 4 ... Timing control circuit, 13 ... Antenna coil, 14
… Coordinate input range, 22… Tuning circuit.

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】定常的に閉である第1の同調回路と、操作
者のスイッチ操作によって構成され前記第1の同調回路
と同調周波数が異なりタブレットに対し前記スイッチ操
作を通知する第2の同調回路とを有する位置指示器のス
イッチ操作を検出する座標入力装置であって、 前記第1と第2の同調回路が同調し得る電波を発信する
電波発信手段と、 前記位置指示器の第1又は第2の同調回路から反射され
る前記同調に起因する電波を受信する電波受信手段と、 該受信した電波のレベルが所定の範囲の値となるよう増
幅する増幅手段と、 前記電波発信手段より発信した電波と前記電波受信手段
で受信し増幅手段で増幅した電波との位相差を検出する
位相差検出手段とを有し、 該位相差検出手段によって検出された電波の位相差より
位置指示器のスイッチ操作を検出するようになした ことを特徴とする位置検出装置。
1. A first tuning circuit which is normally closed, and a second tuning which is configured by an operator's switch operation and has a tuning frequency different from that of the first tuning circuit to notify the tablet of the switch operation. A coordinate input device for detecting a switch operation of a position indicator having a circuit, and a radio wave transmitting unit for transmitting a radio wave that the first and second tuning circuits can tune with each other; Radio wave receiving means for receiving the radio wave caused by the tuning reflected from the second tuning circuit, amplifying means for amplifying the level of the received radio wave to a value within a predetermined range, and transmitting from the radio wave transmitting means The phase difference between the electric wave received by the electric wave receiving means and the electric wave received by the electric wave receiving means and amplified by the amplifying means, and the phase difference of the position indicator from the phase difference of the electric wave detected by the phase difference detecting means. Position detecting device being characterized in that none to detect switch operations.
【請求項2】電波発信手段及び電波受信手段を交互に動
作させるようになしたことを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載の座標入力装置。
2. The coordinate input device according to claim 1, wherein the radio wave transmitting means and the radio wave receiving means are operated alternately.
【請求項3】電波発信手段を構成するコイルと電波受信
手段を構成するコイルを兼用させるようになしたことを
特徴とする特許請求の範囲第2項記載の座標入力装置。
3. The coordinate input device according to claim 2, wherein the coil forming the electric wave transmitting means and the coil forming the electric wave receiving means are used in common.
【請求項4】位置を指示する手段として、定常的な磁場
を発生する磁石を用いたことを特徴とする特許請求の範
囲第1項乃至第3項いずれか記載の座標入力装置。
4. The coordinate input device according to claim 1, wherein a magnet for generating a stationary magnetic field is used as the position indicating means.
【請求項5】スイッチ操作した状態がペンダウン状態で
あることを特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第4項
いずれか記載の座標入力装置。
5. The coordinate input device according to claim 1, wherein the switch-operated state is a pen-down state.
【請求項6】定常的に閉である第1の同調回路と、操作
者のスイッチ操作によって構成され前記第1の同調回路
と同調周波数が異なりタブレットに対し前記スイッチ操
作を通知する第2の同調回路とを有する位置指示器のス
イッチ操作を検出する座標入力装置であって、 前記第1と第2の同調回路が同調し得る電波を発信する
電波発信手段と、 前記位置指示器の第1又は第2の同調回路から反射され
る前記同調に起因する電波を受信する電波受信手段と、 該受信した電波を利得制御信号に従う利得で増幅し、該
増幅後の電波のレベルが所定の範囲の値となるように利
得制御信号を変更し利得を変化させる利得可変増幅手段
と、 前記電波発信手段より発信した電波と前記電波受信手段
で受信し利得可変増幅手段で増幅した電波との位相差を
検出する位相差検出手段とを有し、 該位相差検出手段によって検出された電波の位相差より
位置指示器のスイッチ操作を検出するとともに、前記利
得制御信号より位置指示器の高さを検出するようになし
た ことを特徴とする位置検出装置。
6. A first tuning circuit which is normally closed, and a second tuning which is constituted by a switch operation of an operator and has a tuning frequency different from that of the first tuning circuit and which notifies the tablet of the switch operation. A coordinate input device for detecting a switch operation of a position indicator having a circuit, and a radio wave transmitting unit for transmitting a radio wave that the first and second tuning circuits can tune with each other; Radio wave receiving means for receiving the radio wave caused by the tuning reflected from the second tuning circuit, amplifying the received radio wave with a gain according to a gain control signal, and the level of the amplified radio wave is within a predetermined range. The gain variable amplification means for changing the gain control signal to change the gain so that the phase difference between the radio wave transmitted from the radio wave transmission means and the radio wave received by the radio wave reception means and amplified by the gain variable amplification means is detected. And a phase difference detecting means for outputting, detecting the switch operation of the position indicator from the phase difference of the radio waves detected by the phase difference detecting means, and detecting the height of the position indicator from the gain control signal. A position detection device characterized in that
【請求項7】電波発信手段及び電波受信手段を交互に動
作させるようになしたことを特徴とする特許請求の範囲
第6項記載の座標入力装置。
7. The coordinate input device according to claim 6, wherein the radio wave transmitting means and the radio wave receiving means are operated alternately.
【請求項8】電波発信手段を構成するコイルと電波受信
手段を構成するコイルを兼用させるようになしたことを
特徴とする特許請求の範囲第7項記載の座標入力装置。
8. The coordinate input device according to claim 7, wherein the coil forming the electric wave transmitting means and the coil forming the electric wave receiving means are used in common.
【請求項9】位置を指示する手段として、定常的な磁場
を発生する磁石を用いたことを特徴とする特許請求の範
囲第6項乃至第8項いずれか記載の座標入力装置。
9. The coordinate input device according to claim 6, wherein a magnet for generating a stationary magnetic field is used as the position indicating means.
【請求項10】スイッチ操作した状態がペンダウン状態
であることを特徴とする特許請求の範囲第6項乃至第9
項いずれか記載の座標入力装置。
10. A pen down state when the switch is operated, according to claims 6 to 9.
A coordinate input device according to any one of paragraphs.
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