JP2513694B2

JP2513694B2 - 座標入力装置

Info

Publication number: JP2513694B2
Application number: JP14299587A
Authority: JP
Inventors: 嗣也山並; 孝彦舟橋; 聡明仙田; 敏秀千頭
Original assignee: Wakomu KK
Current assignee: Wakomu KK
Priority date: 1987-06-08
Filing date: 1987-06-08
Publication date: 1996-07-03
Anticipated expiration: 2011-07-03
Also published as: JPS63307521A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、位置指示器により指示されたタブレット上
の位置を数値化する座標入力位置の改良に関するもので
ある。

（従来の技術）従来のこの種の座標入力装置としては、平板状をなし
且つ位置によって位相の異なる交流磁界を発生するタブ
レットと、該タブレットの基本周波数に同調するように
設定されたコイルとコンデンサとからなる共振回路を有
する位置指示器と、タブレットに位相の異なる交流磁界
を発生させるための駆動回路と、位置指示器の共振回路
と接続されその検出信号を駆動回路より供給される基準
励磁位相で位相検波する位相検波器と、該位相検波器の
検波出力から位置指示器の指示位置の座標を識別し、そ
の座標情報を出力する処理装置とよりなるものがあった
（特開昭57-94890号公報参照）。

また、従来の他の座標入力装置としては、一定間隔で
並ぶ導体群を互いに絶縁して行及び列に配置したタブレ
ットと、駆動用電池、制御回路、可変周波数発振器、周
波数切換スイッチ及び交流磁界発生用コイルを有し、前
記タブレットに押し付けたり離したりすることにより周
波数切換スイッチがオン／オフして可変周波数発振器の
周波数が切換わる位置指示器と、該位置指示器の発生す
る交流磁界により各導体に生じた誘導起電力及びその周
波数を検出し、位置指示器のタブレット上の座標値を算
出するとともに誘導起電力の周波数を予め定められた値
に変換する手段とを備えたものがあった（特開昭60-215
230号公報参照）。

また、従来のさらに他の座標入力装置としては、複数
の文字や記号等の情報を行列状に配列した文字板（タブ
レット）の各行に対応させて駆動線を配置するとともに
各列に対応させてセンス線を配置し、該各駆動線に高周
波電流を順次流しておき、通常は前記高周波電流に共振
せず、先端部を押圧した時のみ前記高周波電流に共振す
る共振回路を備えた位置指示器で、前記タブレット上の
任意の情報を押圧して指示した時、該位置指示器内で構
成される共振回路と駆動線及びセンス線との間の相互誘
導により誘導電圧が発生したセンス線の位置並びにその
際の駆動線の位置より、前記位置指示器で指示された情
報の行及び列、即ち位置指示器の押圧座標を検出するよ
うになしたものがあった（特開昭59-3537号公報参
照）。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、前述した従来の第１の装置では、位置
指示器の共振回路と位置検波器との間に接続のためのコ
ードが必要となり、からみついてじゃまとなったり、疲
労により断線したりする等、その取扱いに手間がかかる
外、位置指示器に対する操作状態、例えば位置指示器を
タブレットに押し付けること等により測定すべき位置を
確定する操作状態（ペンダウン状態）を検出することが
全くできないという問題があった。また、従来の第２の
装置では、コードレスとすることが可能であるが、位置
指示器に対する操作状態を検出するためには、該位置指
示器に駆動用電池、制御回路、可変周波数発振器等を設
ける必要があり、その分、位置指示器は重量が重くしか
も大型となって操作性が悪くなり、また、駆動用電池の
交換や充電が必要となって取扱いが煩わしいという問題
があった。さらにまた、従来の第３の装置では、コード
レスとすることが可能であり、位置指示器をタブレット
に押し付けた状態を検出するために位置指示器に駆動用
電池、制御回路、可変周波数発振器等を設ける必要もな
いが、逆に位置指示器をタブレットに押し付けない状態
ではその位置を全く検出できず、測定すべき位置を確定
する前にその位置を確認することが全くできないという
問題があった。

また、従来、座標入力装置のタブレット上にメニュー
シートを置いてメニュー入力装置を構成しようとする場
合や、既に帳票上に描かれた図形等を入力しようとする
場合、該メニューシートや帳票の隅をテープ等によりタ
ブレットに固定して行なっていたが、このような方法で
はメニューシートや帳票を取替える度にテープの貼り替
えが必要となり、作業が繁雑になり、また、貼り替えの
際、該メニューシートや帳票を破損したり、タブレット
をテープの接着剤で汚損してしまうという問題があっ
た。

本発明は、位置指示器がどこにも接続されず操作性が
良く、位置指示器に対する操作者の操作状態に拘らず測
定すべき位置を検出でき、しかも操作者の操作状態を検
出できるとともに、メニューシート、帳票等をタブレッ
ト上に容易に固定し又は取外し得る座標入力装置を提供
することを目的とする。

（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発明として、位置指示
器とタブレットとの間で信号を授受し、該位置指示器に
よって指示されたタブレット上の座標値を検出する座標
入力装置であって、定常的に閉でありタブレットに対し
その測定すべき位置を指示するとともに操作者が操作を
しない状態を通知する第１の同調回路と、操作者の操作
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その測定すべき位置を指示すると
ともに操作者が前記操作をした状態を通知する第２の同
調回路とを有する位置指示器と、複数のループコイルか
ら構成され、前記第１と第２の同調回路が同調し得る電
波を発生する電波発生手段及び前記第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検出する
電波検出手段を有するタブレットと、前記電波検出手段
を構成する複数のループコイルに前記反射によって誘導
された複数の誘導電圧より、前記複数のループコイルの
配設間隔より細かい精度で前記操作がなされたか否かに
拘らず前記位置指示器の前記タブレット上の指示位置の
座標値を求める座標算出手段と、前記電波検出手段を構
成するループコイルに前記反射によって誘導された誘導
電圧より、前記位置指示器から前記タブレットに反射さ
れた電波が前記第１又は第２の同調回路のいずれから反
射された電波であるかを検出し、前記操作者の操作がな
されたか否かを検出する同調回路判別手段と、前記タブ
レット上に設けられた磁気吸着層と、強磁性素材よりな
る係止片とを備えた座標入力装置を提案する。

また、前記目的を達成するため、第２発明として、位
置指示器とタブレットとの間で信号を授受し、該位置指
示器によって指示されたタブレット上の座標値を検出す
る座標入力装置であって、定常的に閉でありタブレット
に対しその測定すべき位置を指示するとともに操作者が
操作をしない状態を通知する第１の同調回路と、操作者
の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その測定すべき位置を指示
するとともに操作者が前記操作をした状態を通知する第
２の同調回路とを有する位置指示器と、複数のループコ
イルから構成され、前記第１と第２の同調回路が同調し
得る電波を発生する電波発生手段及び前記第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検
出する電波検出手段を有するタブレットと、前記電波検
出手段を構成する複数のループコイルに前記反射によっ
て誘導された複数の誘導電圧より、前記複数のループコ
イルの配設間隔より細かい精度で前記操作がなされたか
否かに拘らず前記位置指示器の前記タブレット上の指示
位置の座標値を求める座標算出手段と、前記電波検出手
段を構成するループコイルに前記反射によって誘導され
た誘導電圧より、前記位置指示器から前記タブレットに
反射された電波が前記第１又は第２の同調回路のいずれ
から反射された電波であるかを検出し、前記操作者の操
作がなされたか否かを検出する同調回路判別手段と、前
記タブレット上に設けられた磁気吸着層と、磁気吸着部
を有するメニューシート、帳票等とを備えた座標入力装
置を提案する。

（作用）第１発明によれば、メニューシートや帳票をタブレッ
ト上に載置し、該メニューシートや帳票の周縁に係止片
を置けば、該係止片が磁気吸着層の磁気吸着力により吸
着され、これによって前記メニューシートや帳票がタブ
レット上に固定されるとともに、タブレットの複数のル
ープコイルから構成される電波発生手段より電波が発生
すると、該電波はタブレット上で位置指定を行う位置指
示器の第１又は第２の同調回路に同調、即ち受信される
が、該電波を受信した第１又は第２の同調回路は同様な
電波を発信、即ち反射する。前記第１又は第２の同調回
路から反射された前記同調に起因する電波はタブレット
の複数のループコイルから構成される電波検出手段で検
出され、さらに座標算出手段によって前記操作がなされ
たか否かに拘らず前記位置指示器の前記タブレット上の
指示位置の座標値が前記複数のループコイルの配設間隔
より細かい精度で算出されるとともに、同調回路判別手
段によって前記位置指示器から前記タブレットに反射さ
れた電波が前記第１又は第２の同調回路のいずれから反
射された電波であるかが検出され、操作者の操作がなさ
れたか否かが検出される。

また、第２発明によれば、メニューシートや帳票をタ
ブレット上に載置するのみで、該メニューシートや帳票
の磁気吸着部が磁気吸着層の磁気吸着力により吸着さ
れ、これによって該メニューシートや帳票がタブレット
上に固定されるとともに、タブレットの複数のループコ
イルから構成される電波発生手段より電波が発生する
と、該電波はタブレット上で位置指定を行う位置指示器
の第１又は第２の同調回路に同調、即ち受信されるが、
該電波を受信した第１又は第２の同調回路は同様な電波
を発信、即ち発射する。前記第１又は第２の同調回路か
ら反射された前記同調に起因する電波はタブレットの複
数のループコイルから構成される電波検出手段で検出さ
れ、さらに座標算出手段によって前記操作がなされたか
否かに拘らず前記位置指示器の前記タブレット上の指示
位置の座標値が前記複数のループコイルの配設間隔より
細かい精度で算出されるとともに、同調回路判別手段に
よって前記位置指示器から前記タブレットに反射された
電波が前記第１又は第２の同調回路のいずれから反射さ
れた電波であるかが検出され、操作者の操作がなされた
か否かが検出される。

（実施例）第１図は本発明の座標入力装置の概要を示すもので、
図中、１は座標を入力するためのタブレット、２はタブ
レット１上に設けられた磁気吸着層、３は位置を指定す
るための位置指示器、例えばスタイラスペン、４はスタ
イラスペン３で指定されたタブレット１上の座標値を検
出する位置検出回路、5,6は強磁性素材よりなる係止片
である。

タブレット１は、第２図に示すようにＸ方向の位置検
出部11とＹ方向の位置検出部12とが互いに重ね合わさ
れ、さらにこれらが合成樹脂等の非金属素材からなるケ
ース13に収容されてなっている。また、該ケース13の上
板の略中央には磁気吸着層２が、その吸着面（上面）が
ケース13の上面とほぼ同一面となるよう、埋め込まれて
いる。

磁気吸着層２としては、電波を通し易いものであれば
どのようなものでも良いが、例えばフェライト粉末とCP
Eゴムとを基材としたマグネットシート（一例として、
商品名「FBラバーマグネットBRA12」，厚さ0.5〜1mm,TD
K株式会社製）を用いることができる。

前記タブレット１上にメニューシート，帳票等を固定
する場合は、第３図に示すように帳票、例えば７を磁気
吸着層２の上に置き、薄い帯状の鉄板からなる係止片5,
6を、例えばその両側辺上に配置すれば、該係止辺5,6が
帳票７を通して磁気吸着層２の磁気吸着力によって吸着
され、これによって帳票７が係止片5,6と磁気吸着層２
との間に挾持され固定される。この場合、係止片5,6に
覆われた部位とその近傍を除いて、後述するように自由
に座標入力することができる。また、該係止片5,6を取
去れば、帳票７を自由な状態に戻すことができるのはい
うまでもない。なお、前記係止片5,6の形状は一例であ
って、どのような形状でも良く、また、その個数につい
ても任意である。

第４図はタブレット１のＸ方向の位置検出部11及びＹ
方向の位置検出部12の詳細を示すものである。Ｘ方向の
位置検出部11はＸ方向に沿って互いに平行で且つ重なり
合う如く配置された多数、例えば48本のループコイル11
−1,11−2,……11-48からなり、また、Ｙ方向の位置検
出部12はＹ方向に沿って互いに平行で且つ重なり合う如
く配置された多数、同じく48本のループコイル12−1,12
−2,……12-48からなっている（なお、Ｘ方向の位置検
出部11及びＹ方向の位置検出部12は、実際は前述したよ
うに互いに密接して重ね合わされているが、第４図では
理解し易いように両者を離して描いている。）。また、
ここでは各ループコイルを１ターンで構成したが、必要
に応じて複数ターンとなしても良い。また、位置検出部
11及び12としては、例えば周知のプリント基板にエッチ
ング加工を施すこと等によって形成した多数の平行な導
体をジャンパ線等で接続することにより、前記多数のル
ープコイルとなしたものを用いることができる。

第５図はスタイラスペン（以下、単にペンと称す。）
３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31の内部にその先端寄りから、ボールペ
ン等の芯体32と、該芯体32を摺動自在に収容し得る透孔
を備えたフェライトコア33と、コイルバネ34と、スイッ
チ351、フェライトコア33の周囲に巻回されたコイル35
2,コンデンサ353及び354からなる同調回路35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36が取付
けられてなっている。

前記コイル352とコンデンサ353は第６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352及びコンデンサ353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
354はスイッチ351を介してコンデンサ353の両端に並列
に接続されており、該スイッチ351がオンとなった時、
前述した共振回路における電流の位相を遅らせ、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351はペン軸31を手等で保持し、芯体32の
先端を、例えばタブレット１の磁気吸着層２（又はこれ
によって固定されたメニューシート，帳票等）の上面に
押付けることによってペン軸31内に押込むと、その後端
によりコイルバネ34を介して押圧され、オンとなる如く
なっている。

ここで、前述したコイル352及びコンデンサ353からな
る回路が定常的に閉でありタブレットに対しその測定す
べき位置を指示するとともに操作者が操作をしない状態
を通知する第１の同調回路を構成し、また、スイッチ35
1、コイル352及びコンデンサ353,354からなる回路が操
作者の操作（ここでは芯体32をペン軸31内に押込むこと
によりスイチ351をオンとすること）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
対しその測定すべき位置を指示するとともに操作者が前
記操作をした状態を通知する第２の同調回路を構成す
る。

第６図は同調回路35とともに位置検出回路４の詳細を
示すものである。同図において、401は制御回路、402x,
402yは選択回路、403x,403yは送受切替回路、404はタイ
ミング回路、405はXY切替回路、406x,406yは駆動回路、
407x,407yは増幅器、408は受信タイミング切替回路、40
9は帯域フィルタ（BPF）、410は検波器、411,412は位相
検波器（PSD）、413,414,415は低域フィルタ（LPF）で
ある。

ここで、前述したタブレット１、選択回路402x,402
y、送受切替回路403x,403y、タイミング回路404、XY切
替回路405及び駆動回路406x,406yが電波発生手段を構成
し、また、タブレット１、選択回路402x,402y、送受切
替回路403x,403y、増幅器407x,407y、受信タイミング切
替回路408及び帯域フィルタ409が電波検出手段を構成
し、また、制御回路401、検波器410及び低域フィルタ41
3が座標算出手段を構成し、また、制御回路401、位相検
波器411,412及び低域フィルタ414,415が同調回路判別手
段を構成する。

次に動作について説明するが、まず、タブレット１と
ペン３との間で電波が送受信されるようす並びにこの
際、得られる信号について第７図に従って説明する。

前記制御回路401は周知のマイクロプロセッサ等より
構成され、タイミング回路404を制御するとともに、選
択回路402x及び402yを介してタブレット１の各ループコ
イルの切替を制御し、また、XY切替回路405及び受信タ
イミング切替回路408に対して位置検出方向の切替を制
御し、さらにまた、低域フィルタ413〜415からの出力値
をアナログ・ディジタル（A/D）変換し、後述する演算
処理を実行してペン３による指定位置の座標値を算出
し、さらにそのスイッチ等の状態を識別し、これに応じ
た処理を行なう。

選択回路402xは前記Ｘ方向の多数のループコイル11−
１〜11-48より一のループコイルを順次選択するもので
あり、また、選択回路402yは前記Ｙ方向の多数のループ
コイル12−１〜12-48より一のループコイルを順次選択
するものであり、それぞれ制御回路401からの情報に基
づいて動作する。

送受切替回路403xは前記選択回路402xによって選択さ
れたＸ方向の一のループコイルを駆動回路406x及び増幅
器407xに交互に接続するものであり、また、送受切替回
路403yは前記選択回路402yによって選択されたＹ方向の
一のループコイルを駆動回路406y及び増幅器407yに交互
に接続するものであり、これらは後述する送受切替信号
に基づいて動作する。

タイミング回路404は所定の周波数f0、例えば500kHz
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、例えば1
5.625kHz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。前記矩形波信号Ａは位相検波器411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、さらにXY切替回路405を介して駆動回路406
x又は406yのいずれか一方に送出され、また、矩形波信
号Ａ′は位相検波器412に送出され、また、送受切替信
号Ｂは送受切替回路403x及び403y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40
8に送出される。

今、制御回路401よりＸ方向を選択する信号がXY切替
回路405及び受信タイミング切替回路408に入力されてい
るとすると、前記正弦波信号は駆動回路406xに送出され
平衡信号に変更され、さらに送受切替回路403xに送出さ
れるが、該送受切替回路403xは送受切替信号Ｂに基づい
て駆動回路406x及び増幅器407xのいずれか一方を切替接
続するため、送受切替回路403xより選択回路402xに出力
される信号は時間Ｔ（＝1/2fk）、ここでは32μsec毎に
500kHzの信号を出したり出さなかったりする信号Ｄとな
る。

前記信号Ｄは選択回路402xを介してタブレット１のＸ
方向の位置検出部11内の一のループコイル11−ｉ（ｉ＝
1,2,……48）に送出されるが、該ループコイル11−ｉは
前記信号Ｄに基づく電波を発生する。

この際、磁気吸着層２又は磁気吸着層２及びこれによ
って固定されたメニューシートや帳票を介して、タブレ
ット１のループコイル11−ｉ付近にてペン３が略直立状
態、即ち使用状態に保持されていると、該電波はペン３
のコイル352を励振し、その同調回路35に前記信号Ｄに
同期した誘導電圧Ｅを発生させる。

その後、信号Ｄ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11−ｉが増幅器407x側に
切替えられると、該ループコイル11−ｉ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35内の損失
に応じて徐々に減衰する。

一方、前記誘導電圧Ｅに基づいて同調回路35を流れる
電流はコイル352より電波を発信させる。該電波は増幅
器407xに接続されたループコイル11−ｉを逆に励振する
ため、該ループコイル11−ｉにはコイル352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403xより増幅器407x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
408に送出される。

受信タイミング切替回路408にはＸ方向又はＹ方向の
選択信号のいずれか一方、ここではＸ方向の選択信号
と、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とが入力されており、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）が得られる。

前記信号Ｇは帯域フィルタ409に送出されるが、該帯
域フィルタ409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Ｇ中の周波数f0成分のエネ
ルギーに応じた振幅ｈを有する信号Ｈ（厳密には、数個
の信号Ｇが帯域フィルタ409に入力され収束した状態に
おいて）を検波器410及び位相検波器411,412に送出す
る。

前記検波器410に入力された信号Ｈは検波・整流さ
れ、信号Ｉとされた後、遮断周波数の充分低い低域フィ
ルタ413にて前記振幅ｈのほぼ1/2に対応する電圧値Vxを
有する直流信号Ｊに変換され、制御回路401に送出され
る。

前記信号Ｊの電圧値Vxはペン３とループコイル11−ｉ
との間の距離に比例した値を示し、ループコイル11−ｉ
が切替えられると変化するため、制御回路401におい
て、各ループコイル毎に得られる電圧値Vxをディジタル
値に変換し、これらに後述する演算処理を実行すること
により、ペン３によるＸ方向の指定位置の座標値が算出
される。なお、ペン３によるＹ方向の指定位置の座標値
についても同様にして算出される。

また一方、位相検波器411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351が
オフであって、信号Ｈ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Ｈを正側に反転
した信号（実質的に信号Ｉと同一）を出力する。この信
号は前記同様の低域フィルタ414にて振幅ｈ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Ｊと同
一）に変換され、制御回路401に送出される。

また、位相検波器412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351
がオフであって、信号Ｈの位相が矩形波信号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415にて直流信号に変換され制御回路401に送
出されるが、位相検波器412の出力信号において正側及
び負側に成分を有するため、低域フィクタ415の出力の
電圧値は低域フィルタ414の出力の電圧値に比べてかな
り小さい値となる。

ここで、ペン３のスイッチ351がオンになると、同調
回路35を流れる電流の位相は誘導電圧Ｅに対して遅れ、
受信信号Ｆの位相も所定角度遅れる、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409の出力Ｈは位相検波器411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41
4の出力は前述したスイッチ351がオフの場合の低域フィ
ルタ415の出力とほぼ同じ電圧値となるが、位相検波器4
12によって正側に反転した信号とされ、低域フィルタ41
5の出力は前記同様、振幅ｈ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。

このようにスイッチ351がオフの場合は低域フィルタ4
14の出力に所定の電圧値が得られ、また、スイッチ351
がオンであれば低域フィルタ415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
14及び415の出力値を監視することにより、スイッチ351
がオフであるか又はオンであるかを検出することができ
る。

なお、ここで識別されたスイッチ351のオン（又はオ
フ）の状態を示す情報は、ペン３による指定位置の座標
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。

次に、第８図乃至第10図に従って位置検出動作及びペ
ン３の状態、ここではスイッチ351のオン・オフ状態の
識別動作の詳細を説明する。

まず、装置全体の電源が投入されると、制御回路401
はＸ方向を選択する信号をXY切替回路405及び受信タイ
ミング切替回路408に送出するとともに、タブレット１
のループコイル11−１〜11-48のうち、最初のループコ
イル11−１を選択する情報を選択回路402xに送り、該ル
ープコイル11−１を送受切替回路403xに接続する。

送受切替回路403xは前述した送受切替信号Ｂに基づい
て、ループコイル11−１を駆動回路406x及び増幅器407x
に交互に切替制御するが、この際、駆動回路406xは32μ
secの送信期間において、第８図（ａ）に示すような500
kHzの16個の正弦波信号を該ループコイル11−１へ送
る。

前記送信及び受信の切替は第８図（ｂ）に示すように
一のループコイル、ここでは11−１に対して７回繰返さ
れる。この７回の送信及び受信の繰返し期間が、一のル
ープコイルの選択期間（448μsec）に相当する。

この時、増幅器407x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電電圧が得られるが、この誘
導電圧は前述したように受信タイミング切替回路408を
介して帯域フィルタ409に送出され平均化され、検波器4
10、位相検波器411,412及び低域フィルタ413〜415を経
て制御回路401に送出される。この時、低域フィルタ413
の出力値はA/D変換され、ペン３とループコイル11−１
との距離に比例した検出電圧、タブレットVx1として一
時記憶される（なお、実際には低域フィルタ414及び415
の出力値もA/D変換されるが、この時点の値は採用され
ない。）。

次に、制御回路401はループコイル11−２を選択する
情報を選択回路402xに送り、該ループコイル11−２を送
受切替回路403xに接続し、ペン２とループコイル11−２
との距離に比例した検出電圧Vx2を得てこれを記憶し、
以後、同様にループコイル11−３〜11-48を順次、送受
切替回路403xに接続し、第８図（ｃ）に示すような各ル
ープコイル毎のペン３とのＸ方向の距離に比例した検出
電圧Vx1〜Vx48（但し、第８図（ｃ）にはその一部のみ
をアナログ的を表現で示す。）を記憶する。

実際の検出電圧は、第９図に示すようにペン３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
コイルのみに得られる。

制御回路401は前記記憶した検出電圧の電圧値が一定
の検出レベル以上である時、これらの電圧値より後述す
る如くしてペン３のＸ方向の指定位置を表わす座標値を
算出する。

次に、制御回路401はXY切替回路405及び受信タイミン
グ切替回路408にＹ方向の選択信号を送出し、前記同様
にして選択回路402y及び送受切替回路403yを切替え、電
波を送受信した時の低域フィルタ413の出力値をA/D変換
して得られるペン３とＹ方向の各ループコイル12−１〜
12-48との距離に比例した検出電圧を一時記憶し、前記
同様にしてペン３のＹ方向の指定位置を表わす座標値を
算出する。

次に制御回路401は前記Ｘ方向のループコイル11−１
〜11-48（又はＹ方向のループコイル12−１〜12-48）の
うち、最大の検出電圧が得られたループコイルを選択す
る情報を選択回路402x（又は402y）に送出し、前記電波
の送受信を複数回、例えば７回繰返させ、その時、低域
フィルタ414及び415より得られた出力値をA/D変換し、
前述したようにこれらの値のいずれが所定の値以上であ
るかを検出し、スイッチ351のオン・オフを識別する。

前記スイッチ351のオン・オフの識別結果は前述した
ペン３のＸ及びＹ方向の指定位置を表わす座標値ととも
に図示しない上位装置に転送される。

このようにして第１回目の位置検出動作及び状態識別
動作が終了すると、制御回路401は第10図に示すように
第２回目以降の位置検出動作として、前述Ｘ方向のルー
プコイル11−１〜11-48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
402xに送出し、また、Ｙ方向のループコイル12−１〜12
-48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、同じく10本のループコ
イルのみを選択する情報を選択回路402yに送出し、前記
同様にして出力値を得てペン３に対するＸ方向及びＹ方
向の位置検出動作及びスイッチ351のオン・オフ状態の
識別動作を行ない、得られた座標値及び識別結果を上位
装置に転送し更新し、以下、これらを繰返す。

従って、磁気吸着層２又は磁気吸着層２及びこれによ
って固定されたメニューシートや帳票を介して、タブレ
ット１上でペン３を操作すると、その間のペン３による
指定位置の座標値は全て上位装置に転送され、また、こ
の際、スイッチ351をオンにすると、該オン状態の識別
情報が上位装置に転送され、該上位装置側ではこの時点
の座標値を入力すべき座標値として認識することができ
る。

なお、第10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及び最大値の検
出電圧を有するループコイルがどのループコイルである
かをチェックし、検出レベルに達していなければ以後の
座標計算等を停止し、また、次回の位置検出動作及び状
態識別動作において選択するループコイルの中心を設定
する。

Ｘ方向又はＹ方向の座標値、例えば前記座標値xpを求
める算出方法の一つとして、前記検出電圧Vx1〜Vx48の
極大値付近の波形を適当な函数で近似し、その函数の極
大値の座標を求める方法がある。

例えば第８図（ｃ）において、最大値の検出電圧Vx3
と、その両側の検出電圧Vx2及びVx4を２次函数で近似す
ると、次のようにして算出することができる（但し、各
ループコイル11−１〜11-48の中心位置の座標値をx1〜x
48とし、その間隔をΔｘとする。）。まず、各電圧と座
標値より、 Vx2＝ａ（x2−xp）²＋ｂ ……（１） Vx3＝ａ（x3−xp）²＋ｂ ……（１） Vx4＝ａ（x4−xp）²＋ｂ ……（１）となる。ここで、a,bは定数（ａ＜０）である。また x3−x2＝Δｘ ……（４） x4−x2＝２Δｘ ……（４）となる。（４），（５）式を（２），（３）式に代入し
て整理すると、 xp＝x2＋Δx/2｛（3Vx2−4Vx3＋Vx4）／（Vx2−2Vx3＋V
x4）｝ ……（６）となる。

従って、各検出電圧Vx1〜Vx48より、前記レベルチェ
ックの際に求められた最大値の検出電圧及びその前後の
検出電圧を抽出し、これらと該最大値の検出電圧が得ら
れたループコイルの１つ前のループコイルの座標値（既
知）とから前述した（６）式に相当する演算を行なうこ
とにより、ペン３の指定位置の座標値xpを算出できる。

なお、前記実施例において、タブレット１にマイクロ
フォンを取付けるとともに位置検出回路４に音声認識機
能を持たせることにより、各種の命令を音声にて行なう
ようにすることもでき、また、位置検出回路４又はその
上位装置に文字認識機能を持たせて、文字認識装置とし
て使用することもできる。

また、前記実施例では係止片5,6を用いてタブレット
１の磁気吸着層２上にメニューシートや帳票を固定して
いたが、磁気吸着部を備えたメニューシートや帳票を用
いれば、該係止片5,6を用いることなく固定することが
できる。

第11図は磁気吸着部を備えたメニューシートの一例を
示すものである。同図において、8aはその表面にメニュ
ー項目8a′が描かれたメニューシート本体であり、ま
た、8bは前記磁気吸着層２で用いたものと同様なマグネ
ットシートであり、前記メニューシート本体8aの裏面に
マグネットシート8bが一体的に貼着されて、メニューシ
ート８が構成されている（なお、図面では厚さ方向のみ
を強調して描いている。）。従って、メニュー項目8a′
が表出するよう、メニューシート８をタブレット１上に
載置すれば、磁気吸着層２及びマグネットシート8bの磁
気吸着力により、メニューシート８がタブレット１に固
定される。

また、メニューシートや帳票の裏面の隅部に極く薄い
鉄板等を貼着して磁気吸着部とすることもでき、磁気吸
着部としてはタブレット１における位置検出等の妨げに
ならず、しかも磁気吸着層２に対して磁気的に吸着され
るものであれば、どのようなものでも良い。

また、実施例中のループコイルの本数やその並べ方は
一例であり、これに限定されないことはいうまでもな
い。

（発明の効果）以上説明したように第１発明によれば、タブレットの
電波発生手段より同調周波数の異なる第１及び第２の同
調回路を有する位置指示器に対して該第１及び第２の同
調回路が同調し得る電波を発生し、第１又は第２の同調
回路のうち定常的に閉である第１の同調回路もしくは操
作者の操作によって構成された第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タブレットの電波検出
手段で検出し、さらに座標算出手段によって前記操作が
なされたか否かに拘らず前記位置指示器の前記タブレッ
ト上の指示位置の座標値を複数のループコイルの配設間
隔より細かい精度で算出し、また、同調回路判別手段に
よって前記位置指示器から前記タブレットに反射された
電波が前記第１又は第２の同調回路のいずれから反射さ
れた電波であるかを検出して操作者の操作がなされたか
否かを検出するようになしたため、位置指示器には同調
回路を構成するためのコイルやコンデンサ等の受動素子
を設ければ良く、コードが不要となり、従って、コード
がからみついてじゃまとなったり、疲労により断線した
りすることがなく、また、電池や磁石等の重量のある部
品が不要となり、その分、軽量且つ低コストになるとと
もに電池交換の煩わしさがなくなり、操作性が極めて良
くなるとともに、タブレット上の座標値を前記操作がな
されたか否かに拘らず検出でき、また、いずれの同調回
路が電波を反射したかによって座標値の検出と併せて位
置指示器に対する操作者の操作がなされたか否かを検出
でき、また、タブレット上に設けられた磁気吸着層と、
強磁性素材よりなる係止片とを備えたため、タブレット
の磁気吸着層上にメニューシートや帳票を載置し、その
周縁に係止片を配置するのみで、該メニューシートや帳
票をタブレットに固定でき、さらにその上から位置指示
器を操作することにより、その座標値を高精度に入力で
き、従って、任意のメニュー項目の入力や帳票上に描か
れた図形のトレース等を容易に行なうことができる。

また、第２発明によれば、タブレットの電波発生手段
より同調周波数の異なる第１及び第２の同調回路を有す
る位置指示器に対して該第１及び第２の同調回路が同調
し得る電波を発生し、第１又は第２の同調回路のうち定
常的に閉である第１の同調回路もしくは操作者の操作に
よって構成された第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タブレットの電波検出手段で検出
し、さらに座標算出手段によって前記操作がなされたか
否かに拘らず前記位置指示器の前記タブレット上の指示
位置の座標値を複数のループコイルの配設間隔より細か
い精度で算出し、また、同調回路判別手段によって前記
位置指示器から前記タブレットに反射された電波が前記
第１又は第２の同調回路のいずれから反射された電波で
あるかを検出して操作者の操作がなされたか否かを検出
するようになしたため、位置指示器には同調回路を構成
するためのコイルやコンデンサ等の受動素子を設ければ
良く、コードが不要となり、従って、コードがからみつ
いてじゃまとなったり、疲労により断線したりすること
がなく、また、電池や磁石等の重量のある部品が不要と
なり、その分、軽量且つ低コストになるとともに電池交
換の煩わしさがなくなり、操作性が極めて良くなるとと
もに、タブレット上の座標値を前記操作がなされたか否
かに拘らず検出でき、また、いずれの同調回路が電波を
反射したかによって座標値の検出と併せて位置指示器に
対する操作者の操作がなされたか否かを検出でき、ま
た、タブレット上に設けられた磁気吸着層と、磁気吸着
部を有するメニューシート、帳票等とを備えたため、タ
ブレットの磁気吸着層上に磁気吸着部を備えたメニュー
シートや帳票を載置するのみで、該メニューシートや帳
票をタブレットに固定でき、さらにその上から位置指示
器を操作することにより、その座標値を高精度に入力で
き、従って、任意のメニュー項目の入力や帳票上に描か
れた図形のトレース等を容易に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の座標入力装置の概要を示す斜視図、第
２図はタブレットの断面図、第３図はタブレットに帳票
を固定した状態を示す図、第４図はタブレットのＸ方向
及びＹ方向の位置検出部の詳細な構成図、第５図はスタ
イラスペンの断面図、第６図はスタイラスペンの同調回
路及び位置検出回路の詳細を示す図、第７図は第６図の
各部の信号波形図、第８図（ａ）（ｂ）（ｃ）は位置検
出回路における基本的な位置検出動作を示すタイミング
図、第９図は第１回目の位置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10図は第２回目
以降の位置検出動作及び状態識別動作を示すタイミング
図、第11図は磁気吸着部を備えたメニューシートの一例
を示す一部切欠斜視図である。１……タブレット、２……磁気吸着層、３……スタイラ
スペン、４……位置検出回路、5,6……係止片、７……
帳票、11−１〜11-48……Ｘ方向のループコイル、12−
１〜12-48……Ｙ方向のループコイル、35……同調回
路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者千頭敏秀埼玉県北葛飾郡鷲宮町桜田５丁目23番４株式会社ワコム内

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】位置指示器とタブレットとの間で信号を授
受し、該位置指示器によって指示されたタブレット上の
座標値を検出する座標入力装置であって、定常的に閉でありタブレットに対しその測定すべき位置
を指示するとともに操作者が操作をしない状態を通知す
る第１の同調回路と、操作者の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
しその測定すべき位置を指示するとともに操作者が前記
操作をした状態を通知する第２の同調回路とを有する位
置指示器と、複数のループコイルから構成され、前記第１と第２の同
調回路が同調し得る電波を発生する電波発生手段及び前
記第１又は第２の同調回路から反射される前記同調に起
因する電波を検出する電波検出手段を有するタブレット
と、前記電波検出手段を構成する複数のループコイルに前記
反射によって誘導された複数の誘導電圧より、前記複数
のループコイルの配設間隔より細かい精度で前記操作が
なされたか否かに拘らず前記位置指示器の前記タブレッ
ト上の指示位置の座標値を求める座標算出手段と、前記電波検出手段を構成するループコイルに前記反射に
よって誘導された誘導電圧より、前記位置指示器から前
記タブレットに反射された電波が前記第１又は第２の同
調回路のいずれから反射された電波であるかを検出し、
前記操作者の操作がなされたか否かを検出する同調回路
判別手段と、前記タブレット上に設けられた磁気吸着層と、強磁性素材よりなる係止片とを備えたことを特徴とする座標入力装置。
【請求項２】電波発生手段及び電波検出手段を交互に動
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。
【請求項３】電波発生手段を構成するループコイルと電
波検出手段を構成するループ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。
【請求項４】位置指示器とタブレットとの間で信号を授
受し、該位置指示器によって指示されたタブレット上の
座標値を検出する座標入力装置であって、定常的に閉でありタブレットに対しその測定すべき位置
を指示するとともに操作者が操作をしない状態を通知す
る第１の同調回路と、操作者の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
しその測定すべき位置を指示するとともに操作者が前記
操作をした状態を通知する第２の同調回路とを有する位
置指示器と、複数のループコイルから構成され、前記第１と第２の同
調回路が同調し得る電波を発生する電波発生手段及び前
記第１又は第２の同調回路から反射される前記同調に起
因する電波を検出する電波検出手段を有するタブレット
と、前記電波検出手段を構成する複数のループコイルに前記
反射によって誘導された複数の誘導電圧より、前記複数
のループコイルの配設間隔より細かい精度で前記操作が
なされたか否かに拘らず前記位置指示器の前記タブレッ
ト上の指示位置の座標値を求める座標算出手段と、前記電波検出手段を構成するループコイルに前記反射に
よって誘導された誘導電圧より、前記位置指示器から前
記タブレットに反射された電波が前記第１又は第２の同
調回路のいずれから反射された電波であるかを検出し、
前記操作者の操作がなされたか否かを検出する同調回路
判別手段と、前記タブレット上に設けられた磁気吸着層と、磁気吸着部を有するメニューシート、帳票等とを備えたことを特徴とする座標入力装置。
【請求項５】電波発生手段及び電波検出手段を交互に動
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４項記載の座標入力装置。
【請求項６】電波発生手段を構成するループコイルと電
波検出手段を構成するループ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５項記載の座
標入力装置。