JP2625442B2 - 座標入力装置 - Google Patents

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装置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、位相指示器の共振回路
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動力及びその周
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60−21
5230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相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
ではその位置が全く検出できず、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、手書き文字や手書き図形等のデータを遠
方に設置した他の装置に無線で送る場合、ファクシミリ
を用いてアナログデータに変換するか、あるいはイメー
ジスキャナとパーソナルコンピュータ等を用いて一旦、
所定のディジタルデータに変換し、さらに無線通信装置
により無線信号に変換して送るようになしていたが、フ
ァクシミリにしてもイメージスキャナにしても、既に帳
票上に描かれた、もしくは印刷された文字や図形等を読
取ることができるのみであるから、手書き文字や手書き
図形等を直接、伝送したり、後から削除や訂正を行なう
ことは不可能であり、また、読取りに時間を要し、実時
間性に乏しい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、手書き文字や手書き図形等のデータ
を無線信号を用いて直ちに伝送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） 本発明では前記目的を達成するため、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
と一体的に構成された表示装置と、座標値のデータを無
線信号に変換して外部に送信し又は外部より送られてき
た無線信号を受信し前記表示装置に表示し得る座標値の
データに逆変換する無線通信装置とを備えた座標入力装
置を提案する。

（作用） 本発明によれば、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、前記位置指示器により指示した座標
値のデータ、例えば手書き文字や手書き図形等は表示装
置に表示され、あるいは無線通信装置によって無線信号
に変換され、直ちに外部へ送信される。

（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、
３はタブレット１上に重ね合わされた平面形のディスプ
レイ、４はスタイラスペン２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はディスプレイ
３を駆動する表示制御回路、６は処理装置、７はデータ
信号を無線信号に変換し、又はその逆変換を行なう無線
通信装置、８はアンテナである。

第２図はタブレット１を構成するＸ方向のループコイ
ル群11及びＹ方向のループコイル群12の詳細を示すもの
である。Ｘ方向のループコイル群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方向のループコイル群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からなり、該
Ｘ方向のループコイル群11とＹ方向のループコイル群12
とは互いに密接して重ね合わされ（但し、図面では理解
し易いように両者を離して描いている。）、さらに図示
しない非金属素材からなるケースに収容されている。な
お、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。

第３図はスタイラスペン（以下、単にペンと称す。）
２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21の内部にその先端寄りから、ボールペ
ン等の芯体22と、該芯体22を摺動自在に収容し得る透孔
を備えたフェライトコア23と、コイルバネ24と、スイッ
チ251,フェライトコア23の周囲に巻回されたコイル252,
コンデンサ253及び254からなる同調回路25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26が取付け
られてなっている。

前記コイル252とコンデンサ258は第４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252及びコンデンサ253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
254はスイッチ251を介してコンデンサ253の両端は並列
に接続されており、該スイッチ251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251はペン軸21を手等で保持し、芯体22の
先端を、例えばディスプレイ３の上面に押付けることに
よってペン軸21内に押込むと、その後端によりコイルバ
ネ24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252及びコンデンサ253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25
1、コイル252及びコンデンサ253,254からなる回路が操
作者の操作（ここでは芯体22をペン軸21内に押込むこと
によりスイッチ251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。

また、ディスプレイ３としては、例えば交差させた複
数の水平電極及び垂直電極間に液晶媒体を介在した周知
のマトリクス型液晶表示素子の裏面に、電波を通過させ
得る反射層を設けた表示パネルが用いられる。前記反射
層は、酸化チタン等の白色顔料を塗布することにより、
又は白色のポリエチレンテレフタレート等のプラスチッ
ク板を取付けること等により構成される。また、ディス
プレイ３の表示面積は、例えばタブレット１による座標
入力範囲とほぼ等しく設定され、その座標位置がタブレ
ット１の座標位置と一致するよう、該タブレット１上に
重ねられている。

第４図は同調回路25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、402は
信号発生回路、403x,403yは選択回路、404x,404yは送受
切替回路、405はXY切替回路、406は受信タイミング切替
回路、407は帯域フィルタ（BPF）、408は検波器、409,4
12,413は低域フィルタ（LPE）、410,411は位相検波器
（PSD）、414x,414yは駆動回路、415x,415yは増幅器で
ある。

ここで、前述したタブレット１、信号発生回路402、
選択回路403x,403y、送受切替回路404x,404y、XY切替回
路405及び駆動回路414x,414yが電波発生手段を構成し、
また、タブレット１、選択回路403x,403y、送受切替回
路404x,404y、増幅器415x,415y、受信タイミング切替回
路406及び帯域フィルタ407が電波検出手段を構成し、ま
た、制御回路401、検波器408及び低域フィルタ409が座
標算出手段を構成し、また、制御回路401、位相検波器4
10,411及び低域フィルタ412,413が同調回路判別手段を
構成する。

第５図は表示駆動回路５及び無線通信装置７の詳細を
示すものである。同図において、501は制御回路、502は
ディスプレイメモリ、503はＸ方向ドライバ、504はＹ方
向ドライバ、505は走査回路であり、これらは表示駆動
回路５を構成し、また、701は制御回路、702は送信回
路、703は受信回路、704はアンテナ切替回路であり、こ
れらは無線通信装置７を構成する。

次に前記装置の動作をその構成とともに説明するが、
まず、タブレット１とペン２との間で位置検出のための
電波が送受信されるような並びにこの際、得られる信号
について、第６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、信号発生回路402を制御するとともに、第７
図に示すフローチャートに従って選択回路403x及び403y
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4
06に対して座標検出方向の切替を制御し、さらにまた、
低域フィルタ409,412,413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２による指定位置の座標値を算出し、さらにそのス
イッチの状態を識別し、これらを処理装置６へ送出す
る。

選択回路403xは前記Ｘ方向のループコイル群11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403yは前記Ｙ方向のループコイル群12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404xは前記選択されたＸ方向の一のルー
プコイルを駆動回路414x並びに増幅器415xに交互に接続
するものであり、また、送受切替回路404yは前記選択さ
れたＹ方向の一のループコイルを駆動回路414y並びに増
幅器415yに交互に接続するものであり、これらは後述す
る送受切替信号に従って動作する。

信号発生回路401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15.6
25kHz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410に送出され
るとともに図示しな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414x又
は414y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411に送出され、また、送受切替信号
Ｂは送受切替回路404x及び404y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
6に送出される。

今、制御回路401よりＸ方向を選択する情報がXY切替
回路405及び受信タイミング切替回路406に入力されてい
るとすると、前記正弦波信号は駆動回路414xに送出され
平衡信号に変換され、さらに送受切替回路404xに送出さ
れるが、該送受切替回路404xは送受切替信号Ｂに基づい
て駆動回路414x及び増幅器415xのいずれか一方を切替接
続するため、送受切替回路404xより選択回路403x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403xを介してタブレット１のＸ
方向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、ディスプレイ３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２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２のコイル252
を励振し、その同調回路25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415x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25内の損失
により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25を流れる
電流はコイル252より電波を発信させる。該電波は増幅
器415x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252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404xより増幅器415x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。

受信タイミング切替回路406にはＸ方向又はＹ方向の
選択情報のいずれか一方、ここではＸ方向の選択情報
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とを入力されており、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）
レベルの期間も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407に送出されるが、該帯
域フィルタ407は周波数f0を固有の振動数とするセラミ
ックフィルタであり、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407に入力され収束した状態
において）を検波器408及び位相検波器410,411に送出す
る。

前記検波器408に入力された信号Ｈを検波・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409にて前記振幅ｈのほぼ1/2に対応する電圧値、例
えば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２とループコイル11−ｉ
との間の距離に依存した値、ここではほぼ距離の４乗に
反比例した値を示し、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２
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２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251が
オフであって、信号Ｈの位相が矩形波信号Ａと位相とほ
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412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251
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413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413の出力の
電圧値は低域フィルタ412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２のスイッチ251がオンになると、同調
回路25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407の出力Ｈ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41
2の出力は前述したスイッチ251がオフの場合の低域フィ
ルタ413の出力とほぼ同じ電圧値となるが、位相検波器4
11によって正側に反転した信号とされ、低域フィルタ41
3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251がオフの場合は低域フィルタ4
12の出力に所定の電圧値が得られ、また、スイッチ251
がオンであれば低域フィルタ413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
12及び413の出力値を監視することにより、スイッチ251
がオフであるか又はオンであるかを識別することができ
る。

なお、ここで識別されたスイッチ251のオン（又はオ
フ）の状態を示す情報は、ペン２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７図乃至第10図に従って位置検出回路４にお
ける座標検出動作及びペン２の状態、ここではスイッチ
251のオン・オフ状態の識別動作の詳細とともに装置全
体の動作を説明する。

まず、処理装置６より位置検出回路４に対して座標検
出命令が送出されると、制御回路401はＸ方向を選択す
る情報をXY切替回路405及び受信タイミング切替回路406
に送出するとともに、タブレット１のＸ方向のループコ
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403xに送り、該ループコイル
11−１を送受切替回路404xに接続する。

送受切替回路404x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414x及び増幅器415x
に交互に切替制御するが、この際、駆動回路414x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415x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、この誘
導電圧は前述したように受信タイミング切替回路406を
介して帯域フィルタ407に送出され平均化され、検波器4
08、位相検波器410,411及び低域フィルタ409,412,413を
経て制御回路401に送出される。

制御回路401は前記低域フィルタ409の出力値をA/D変
換して入力し、ペン２とループコイル11−１との距離に
依存した検出電圧、例えばVx1として一時記憶する。

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403xに送り、該ループコイル11−２を送
受切替回路404xに接続し、ペン２とループコイル11−２
との距離に依存した検出電圧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404x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２とのＸ方向の距離に依存した検出
電圧Vx1〜Vx48（但し、第８図（ｃ）にはその一部のみ
をアナログ的な表現で示す。）を記憶する。

実際の検出電圧は、第９図に示すようにペン２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か否かをチェックし、一定の検
出レベル以下であれば、再度、Ｘ方向の各ループコイル
の選択及び電圧検出を繰返し、一定の検出レベル以上で
あれば、次の処理へ進む。

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406にＹ方向の選択情報を送出し、前記同様
にして選択回路403y及び送受切替回路404yを切替え、電
波を送受信した時の低域フィルタ409の出力値をA/D変換
して得られるペン２とＹ方向の各ループコイル12−１〜
12−48との距離に依存した検出電圧を一時記憶する。こ
の後、前記同様にしてレベルチェックを行ない、一定の
検出レベル以下であれば、再度、Ｘ方向の各ループコイ
ルの選択及び電圧検出へ戻り、また、一定の検出レベル
以上であれば、前記記憶した電圧値より後述する如くし
て、ペン２のＸ方向及びＹ方向の指定位置の座標値を算
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12−１〜12−4
8）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403x（又は403y）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412及び413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251のオン・オフを識
別する。

前記スイッチ251のオン・オフの識別結果は前述した
ペン２のＸ方向及びＹ方向の指定位置の座標値とともに
処理装置６に転送される。

このようにして第１回目の座標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回目以降の座標検出動作として、前記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
403x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403yに送出し、前記
同様にして出力値を得てペン２に対するＸ方向及びＹ方
向の座標検出動作及びスイッチ251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処理
装置６に転送し、以下、これらを繰返す。

なお、前述したレベルチェックを詳細に説明すると、
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、次回の座標
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処理である。

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〜
x48とし、その間隔をΔｘとする。）。まず、各電圧と
座標値より、 Vx2＝ａ（x2−xp）^２＋ｂ ……（１） Vx3＝ａ（x3−xp）^２＋ｂ ……（２） Vx4＝ａ（x4−xp）^２＋ｂ ……（３） 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 ……（５） 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＋Vx4）｝ ……（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２の指定位置の座標値xpを算出できる。

一方、前記Ｘ方向及びＹ方向の指定位置の座標値のう
ち、スイッチ251のオン状態の識別結果とともに処理装
置６に送出された値は図示しない記憶部に記憶され、さ
らに表示制御回路５のディスプレイメモリ502に送出さ
れ、一定の順序に従って並べられて記憶され、制御回路
501からのタイミングパルスにより順次読出されてＸ方
向ドライバ503に出力される。また、Ｘ方向ドライバ50
3,Y方向ドライバ504には前記制御回路501のタイミング
パルスに同期して走査回路505が発生するスキャンニン
グパルスが入力されており、各ドライバ503,504はディ
スプレイ３の前記Ｘ方向及びＹ方向の指定位置の座標値
に対応する電極を駆動し、タブレット１上で指示した位
置をディスプレイ３上の同一位置に表示する。

従って、タブレット１上に重ねたディスプレイ３の上
から、スイッチ251をオン状態としたペン２で描いた文
字や図形の軌跡がディスプレイ３上に光表示によって、
同一軌跡で表示される。

また一方、前記処理装置６に記憶されたＸ方向及びＹ
方向の指定位置の座標値やこれに基づくデータ等は無線
通信装置７の制御回路701に送出され、さらに送信回路7
02に送出され、ここで高周波の搬送波と混合され、送信
周波数信号に変調され、さらにアンテナ切替回路704を
介してアンテナ８より無線信号で相手方に送出される。
ここで、相手方がこれまで説明した本発明の座標入力装
置と同様な装置であれば、そのディスプレイに前記同様
の手書き文字や図形を表出させることができる。また、
相手方より送られた座標値やデータ等を含む無線信号は
アンテナ8,アンテナ切替回路704を介して受信回路703に
受信され、復調され、さらに制御回路701を経て処理装
置６に送出され一旦、記憶され、その後、前記同様に表
示制御回路５を介してディスプレイ３に表示させること
ができる。

また、この時、処置装置６に文字編集、図形処理機能
を付加すれば、タブレット１より入力した文字や図形に
対して修正、追加又は削除等を行なったものをディスプ
レイ３及び相手方のディスプレイに同時に表示すること
が可能となる。

さらにまた、タブレット１等にマイクロフォンを取付
けるとともに処理装置６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、処理装置６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、本装置を自動車等に搭載すれば、自動車相互、
あるいは自動車と所定のタンクとの間で地図等の図形情
報をやりとりすることもでき、宅配便サービスシステム
等に用いて、その運用効率を向上させることができる。

また、タブレット１の入力可能範囲とディスプレイ３
の表示面積とは特に等しい必要はなく、より小さいも
の、あるいはより大きいものを用いても良く、また、必
ずしもタブレット１上に重ね合わせる必要はない。

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本発明によれば、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、タブレットと一体的に構成された表示装置
と、座標値のデータを無線信号に変換して外部に送信し
又は外部より送られてきた無線信号を受信し前記表示装
置に表示し得る座標値のデータに逆変換する無線通信装
置とを備えたため、前記位置指示器により指示した座標
値のデータ、例えば手書き文字や手書き図形等を表示装
置に表示でき、また、無線信号に変換して直ちに外部へ
送信でき、さらにまた、外部から無線信号で送られてき
た手書き文字や手書き図形等を表示装置に表示し得るデ
ータに逆変換して表示装置に表示でき、従来のファクシ
ミリのように用紙を必要とせず、迅速な座標値データの
処理が可能となる等の利点がある。

【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Ｘ方向及びＹ方向のループコイル群
の詳細な構成図、第３図はスタイラスペンの断面図、第
４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５図は表示制御回路及び無線通信装置の
詳細を示す図、第６図は第４図の各部の信号波形図、第
７図は位置検出回路の制御回路における処理の流れ図、
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である。 １……タブレット、２……スタイラスペン、３……ディ
スプレイ、４……位置検出回路、５……表示制御回路、
６……処理装置、７……無線通信装置、８……アンテ
ナ、11−１〜11−48……Ｘ方向のループコイル群、12−
１〜12−48……Ｙ方向のループコイル群、25……同調回
路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 土田 洋一 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 (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【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、 前記タブレットと一体的に構成された表示装置と、 座標値のデータを無線信号に変換して外部に送信し又は
   外部より送られてきた無線信号を受信し前記表示装置に
   表示し得る座標値のデータに逆変換する無線通信装置と
   を備えた ことを特徴とする座標入力装置。
2. 【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。
3. 【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。