JP2635082B2

JP2635082B2 - 座標入力装置及びその位置指示器

Info

Publication number: JP2635082B2
Application number: JP4674188A
Authority: JP
Inventors: 東村上; 嗣也山並; 敬一杉山; 聡明仙田; 孝彦舟橋
Original assignee: Wakomu KK
Current assignee: Wakomu KK
Priority date: 1988-02-29
Filing date: 1988-02-29
Publication date: 1997-07-30
Anticipated expiration: 2012-07-30
Also published as: JPH01220022A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、ケーブルレスの位置指示器の指定座標を検
出するとともにその状態を識別可能な座標入力装置、並
びにこれに好適な位置指示器に関するものである。

（従来の技術）従来の座標入力装置としては、磁歪伝達媒体の一端又
は位置指示器の先端に設けた駆動コイルにパルス電流を
印加して前記磁歪伝達媒体に磁歪振動波を生起させた時
点より、位置指示器の先端又は磁歪伝達媒体の一端に設
けた検出コイルに前記磁歪振動波に基づく誘導電圧を検
出するまでの時間を処理装置等で測定し、これより位置
指示器の指定座標を算出する如くなしたものがあった。

また、従来の他の座標入力装置としては、複数の駆動
線と検出線とを互いに直交して配置し、駆動線に順次電
流を流すとともに検出線を順次選択して誘導電圧を検出
し、フェライトのような磁性体を有する位置指示器で指
定した座標を大きな誘導体電圧が誘起された検出線の位
置より検出するようになしたものがあった。

（発明が解決しようとする課題）前者の装置では座標検出精度は比較的良好であるが、
タイミング信号等を授受するために位置指示器と処理装
置等との間にケーブルを必要とし、その取扱いが著しく
制限されるとともに、位置指示器を磁歪伝達媒体に対し
て垂直に保持し、且つかなり接近させて使用しなければ
ならなかった。

また、後者の装置では位置指示器をケーブルレスとす
ることはできるが、座標位置の分解能が線の間隔で決ま
り、分解能を上げるために線の間隔を小さくするとSN皮
及び安定度が悪くなり、従って分解能を上げることが困
難であり、また、駆動線と検出線との交点の真上の座標
検出が困難であり、さらに位置指示器を線に極く接近さ
せて保持しなければならなかった。

また、前述したいずれの装置も位置指示器におけるス
イッチ等の状態を処理装置側に伝送するために、座標検
出用とは別のケーブルや赤外線等の無線信号の送受信装
置が必要になるという問題があった。

本発明は前記問題点を除去し、位置指示器がどこにも
接続されず操作性が良く、高精度な座標検出が可能で、
しかも位置指示器の状態を識別できる座標入力装置、並
びに該座標入力装置に適した簡単な構成の位置指示器を
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、多数のループ
コイルをＸ方向に並設してなるＸ方向のループコイル群
及び多数のループコイルＹ方向に並列してなるＹ方向の
ループコイル群よりなるタブレットと、少なくともコイ
ルとコンデンサを含む同調回路を有する位置表示器とを
備え、前記タブレットのＸ方向及びＹ方向のループコイ
ル群のうちの一のループコイルに交流信号を供給して電
波を発信させ、この際、位置指示器の同調回路より反射
される電波をタブレットのＸ方向及びＹ方向のループコ
イル群のうちの一のループコイルに受信させ、これをタ
ブレットのＸ方向及びＹ方向の各ループコイルについて
繰返し行わせ、得られた各受信信号の電圧値から前記位
置指示器によるＸ方向及びＹ方向の指定位置の座標値を
求める座標入力装置において、位置指示器の同調回路と
して、同調周波数がスイッチ等の操作に基づいて複数の
異なる周波数に切替わる同調回路を用いるとともに、前
記複数の異なる周波数をそれぞれ指定する複数の切替信
号に従って該複数の異なる周波数のうちの一の周波数の
交流信号を発生する信号発生手段と、当初は予め定めた
一定の順序で前記複数の切替信号を繰返し発生し、前記
指定位置の座標値が得られた時はその時点の切替信号を
発生し続けるとともに該切替信号を前記位置指示器にお
けるスイッチ等の状態を示す情報として出力する状態識
別手段とを備えた座標入力装置と、多数のループコイルをＸ方向に並設してなるＸ方向の
ループコイル群及び多数のループコイルをＹ方向に並設
してなるＹ方向のループコイル群よりなるタブレット
と、コイルとコンデンサを含み、同調周波数がスイッチ
等の操作に基づいて複数の異なる周波数に切替わる同調
回路を有する位置指示器と、前タブレットのＸ方向のル
ープコイル群及びＹ方向のループコイル群より一のルー
プコイルを順次選択するＸ方向及びＹ方向の選択手段
と、前記複数の異なる周波数をそれぞれ指定する複数の
切替信号に従って該複数の異なる周波数のうちの一の周
波数の交流信号を発生する信号発生手段と、前記複数の
異なる周波数の交流信号を検出する信号検出手段と、前
記Ｘ方向及びＹ方向の選択手段により選択されたＸ方向
及びＹ方向の各ループコイルに順次、前記信号発生手段
並びに信号検出手段を交互に接続する接続切替手段と、
前記Ｘ方向及びＹ方向の各ループコイルから前記信号検
出手段により検出される交流信号に基づいて、前記位置
指示器によるＸ方向及びＹ方向の指定座標を求める座標
検出手段と、当初は予め定めた一定の順序で前記複数の
切替信号を繰返し発生し、前記指定位置の座標値が得ら
れた時はその時点の切替信号を発生し続けるとともに該
切替信号を前記位置指示器におけるスイッチ等の状態を
示す情報として集力する状態識別手段とからなる座標入
力装置と、コイルと容量値の異なる複数のコンデンサとスイッチ
とを有し、該スイッチの操作に基づいて前記複数のコン
デンサのうちのいずれかがコイルに接続され又はコイル
より切断される如く構成したことを特徴とする位置指示
器とを提案する。

（作用）本発明の座標入力装置によれば、タブレットのＸ方向
及びＹ方向のループコイル群より選択された一のループ
コイルに信号発生手段が接続され、複数の異なる周波数
のうちの一の周波数の交流信号が加えられると、該一の
ループコイルより該一の周波数の電波が発生する。

前記電波はタブレット上の位置指示器の同調回路のコ
イルを励振し、この際、該同調回路の同調周波数が前記
一の周波数であれば、該同調回路には誘導電圧が発生す
る。その後、前記同調回路に発生した誘導電圧に基づい
て該同調回路のコイルより前記一の周波数の電波が発生
し、該電波は一のループコイルに励振し、交流信号、即
ち誘導電圧を発生させる。

前記電波の送受信はＸ方向及びＹ方向の全てのループ
コイルについて行われ、それぞれ対応する前記誘導電圧
が検出されるが、該誘導体電圧の電圧値は各ループコイ
ルと同調回路のコイル、即ち位置指示器との距離に依存
した値となるため、これらに基づいて位置指示器による
Ｘ方向及びＹ方向の指定位置の座標値が求められる。

一方、同調回路の同調周波数が前記一の周波数と一致
しない場合は該同調回路に誘導電圧が発生しないが、前
記信号発生手段から発生する交流信号の周波数は状態識
別手段より送出される切替信号によって予め定めた一定
の順序で切替えられるため、周波数が一致した交流信号
に基づいて前記Ｘ方向及びＹ方向の指定位置の座標値が
求められる。

また、前記同調回路の同調周波数は位置指示器のスイ
ッチ等の状態に基づいて異なるが、この指定位置の座標
値が得られた時点の切替信号が、該スイッチ等の状態を
示す情報として状態識別手段より出力される。

また、本発明の座標入力装置によれば、タブレットの
Ｘ方向及びＹ方向のループコイル群よりＸ方向及びＹ方
向の選択手段によって選択された一のループコイルに接
続切替手段を介して信号発生手段が接続され、複数の異
なる周波数のうちの一の周波数の交流信号が加えられる
と、該一のループコイルより該一の周波数の電波が発生
する。

前記電波はタブレット上の位置指示器の同調回路のコ
イルを励振し、この際、該同調回路の同調周波数が前記
一の周波数であれば、該同調回路には誘導電圧が発生す
る。その後、接続切替手段によって前記一のループコイ
ルより信号発生手段が切離され、代りに信号検出手段が
接続されると、該一のループコイルより電波は発生しな
くなるが、代りに前記同調回路に発生した誘導電圧に基
づいて該同調回路のコイルより前記一の周波数の電波が
発生し、該電波は前記一のループコイルを逆に励振し、
交流信号、即ち誘導電圧が発生させる。

前記電波の送受信はＸ方向及びＹ方向の選択手段と接
続切替手段とによって、Ｘ方向及びＹ方向の全てのルー
プコイルについて行われ、それぞれに対応する前記誘導
電圧が信号検出手段により検出されるが、該誘導電圧の
電圧値は各ループコイルと同調回路のコイル、即ち位置
指示器との距離に依存した値となるため、これらに基づ
いて座標検出手段により位置指示器によるＸ方向及びＹ
方向の指定位置の座標値が算出される。

一方、同調回路の同調周波数が前記一の周波数と一致
しない場合は該同調回路に誘導電圧が発生しないが、前
記信号発生手段から発生する交流信号の周波数は状態識
別手段より送出される切替信号によって予め定めた一定
の順序で切替えられるため、周波数が一致した交流信号
に基づいて前記Ｘ方向及びＹ方向の指定位置の座標値が
算出される。

また、前記同調回路の同調周波数は位置指示器のスイ
ッチ等の状態に基づいて異なるが、この指定位置の座標
値が算出された時点の切替信号が、該スイッチ等の状態
を示す情報として状態識別手段より出力される。

また、本発明の位置指示器によれば、スイッチを操作
するのみで同調回路における同調周波数が変化し、座標
入力とともにスイッチの状態を座標入力装置側に伝送す
ることができる。

（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、10はタブレット、20は位置指示器，例えば入
力ペン、３位０は制御回路、31は信号発生手段（回
路）、32及び33はＸ方向及びＹ方向の選択手段（回路）
である。また、34,35は送受切替回路、36はXY切替回
路、37は受信タイミング切替回路であり、これらは接続
切替手段を構成する。また、38は帯域フィルタ（BPF）
であり、これは信号検出手段を構成す。また、39は検波
器、40は低減フィルタ（LPF）であり、これらは後述す
る制御回路30における処理を含めて座標検出手段並びに
状態識別手段を構成する。また、41,42は駆動回路、43,
44は増幅器、45はインバータである。

第２図はタブレット10は構成する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図は本発明の位置指示器の一実施例である入力ペ
ン20の具体的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と、芯体22と、芯体22をその内部
に摺動自在に収容し得るフェライトコア23と、コイルバ
ネ24と、プッシュスイッチ251,ロータリスイッチ252,フ
ェライトコア23の周囲に巻回されたコイル253,コンデン
サ254,255,256及び257からなる同調回路25と、ロータリ
スイッチ252の軸に取付けられたノブ26とからなってい
る。

前記コイル253とコンデンサ254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253のインダクタンス及びコン
デンサ254の容量値は、その共振（同調）周波数がほぼ
所定の周波数f0、例えば600kHzとなる値に設定されてい
る。

また、コンデンサ255,256及び257の一端はコンデンサ
254の一端に接続され、他端はロータリスイッチ252の３
つの選択端子s1,s2,s3にそれぞれ接続され、さらに該ロ
ータリスイッチ252の選択接点scはプッシュスイッチ251
を介してコンデンサ254の他端に接続されている。

前記プッシュスイッチ251はペン軸21を手等で保持
し、芯体22の先端をタブレット10の入力面（図示せず）
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り、ま
た、ロータリスイッチ252はノブ26を回転させることに
より選択接点scを任意の選択端子s1,s2,s3に接続し得る
如くなっている。

ここで、前記コンデンサ255,256及び257の容量値はプ
ッシュスイッチ251,ロータリスイッチ252を介してコン
デンサ254にそれぞれ並列に接続された時、前記同調周
波数を所定の周波数f1,f2及びf3、例えば500kHz,500kHz
及び450kHzに変更する値に設定されている。

次に前記装置を動作をその構成とともに説明するが、
まず、タブレット10とペン20との間で電波が送受信され
るような並びにこの際、得られる信号について、第５図
に従って説明する。

前記制御回路30は周知のマイクロプロセッサ等より構
成され、後述するフローチャートに従って信号発生回路
31に周波数の切替信号（４進カウンタデータ）p1,p2及
び動作開始のタイミング信号（スタートパルス）p3を与
えるとともに、選択回路32及び33を介してタブレット10
の各ループコイルの切替を制御し、また、Ｘ方向切替回
路36及び受信タイミング切替回路37に対して座標検出方
向の切替を制御し、さらにまた、低減フィルタ40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入力ペン20による入力座標を求
め、さらに該入力座標が求められた時の周波数の切替信
号p1,p2を入力ペン20におけるスイッチの状態を示す情
報として図示しないホストコンピュータ等に送出する。

信号発生回路31は所定の周波数f0,f1,f2,f3及びfkの
矩形波信号をそれぞれ発生する矩形波信号発生器311,31
2,313,314及び315、マルチプレクサ316からなってい
る。

前記周波数f0〜f3の矩形波信号は前記切替信号p1,p2
によって切替制御されるマルチプレクサ316に入力され
ており、該切替信号p1,p2が「00」の時は周波数f0の信
号が出力され、また、「01」の時は周波数f1の信号が出
力され、また、「10」の時は周波数f2の信号が出力さ
れ、また、「11」の時は周波数f3の信号が矩形波信号Ａ
として出力される如くなっている。該矩形波信号Ａの図
示しない低減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36を介して駆動回路41又は42のいずれか
一方に送出される。

また、周波数fk、例えば18.75kHzの矩形波信号は送受
切替信号Ｂとして送受切替回路34及び35に送出されると
ともに、インバータ45を介して反転され、受信タイミン
グ信号Ｃとして受信タイミグ切替回路37に送出される。
なお、矩形波信号発生器315はスタートパルスp3によっ
てリセットされる。

選択回路32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33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30か
らの情報に従って動作する。

送受切替回路34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41並びに増幅器43に交互に接続するも
のであり、また、送受切替回路35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42並びに増幅器44に交
互に接続するものであり、これらは送受切替信号Ｂに従
って動作する。

今、制御回路30によりスタートパルスp3とともに切替
信号p1,p2として「00」が信号発生回路31に送出され、
Ｘ方向を選択する情報がXY切替回路36及び受信タイミン
グ切替回路37に入力されているとすると、周波数合f0の
正弦波信号が駆動回路41に送出され平衡信号に変換さ
れ、さらに送受切替回路34に送出されるが、該送受切替
回路34は送受切替信号Ｂに基づいて駆動回路41又は増幅
器43のいずれか一方を切替接続するため、送受切替回路
34より選択回路32に出力される信号は時間Ｔ（＝1/2f
k）、ここで約27μsec毎に600kHzの正弦波信号を出した
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32を介してタブレット10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、タブレット10上にて入力ペン20がプッシュス
イッチ251をオフとして且つ略直立状態に保持されてい
ると、該電波は入力ペン20のコイル253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Ｅ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43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
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253より電波を発信させる。該電波は増幅
器43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253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34より増幅器43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37に送
出される。

受信タイミング切替回路37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Ｆは帯域フィルタ38に送出されるが、該帯域
フィルタ38は周波数f0〜f3をその通過帯域に含むフィル
タであり、前記信号Ｇ中の周波数f0〜f3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、個数の信
号Ｇが帯域フィルタ38に入力され収束した状態におい
て）を検波器39に送出する。

前記検波器39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
40にて前記振幅ｈのほぼ1/2に対応する電圧値、例えばV
xを有する直流信号Ｊに変換され、制御回路30に送出さ
れる。

前記信号Ｊの電圧値Vxは入力ペン20とループコイル11
−ｉとの間の距離を依存した値、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30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、入力
ペン20によるＸ方向の入力座標が求められる。なお、入
力ペン20によるＹ方向の入力座標についても同様にして
求められる。

一方、タブレット10と入力ペン20とが離れていたり、
入力ペン20がタブレット10に対して略平行となっている
ような場合、タブレット10のループコイルより発信され
た電波は入力ペン20のコイル253を励振せず、従って、
同調回路25に誘導電圧Ｅは発生しない。また、この時、
同調回路25のコイル253側からも電波は発信されないの
で、受信期間中のタブレット10のループコイルにも誘導
電圧Ｆは発生せず、座標検出は不可能となる（なお、実
際には同調回路にもループコイルにも若干の誘導電圧は
発生するが、座標検出を行なうのに充分なレベルの電圧
は得られない。）。

前述した周波数の切替信号p1,p2は制御回路30内にて
プログラム等により構成された４進リングカウンタの計
数値であるが、該カウンタは受信信号、即ち誘導電圧が
制御回路30に得られず、座標検出ができない時は「１」
歩進され、その時にの計数値が切替信号p1,p2としてス
タートパルスp3とともに信号発生回路31に送出される如
くなっている。従って、受信信号が得られない間におい
ては、交流信号の周波数がf0からf3まで順次切替えら
れ、これが繰返されて座標検出が行なわれる。

また、受信信号が得られれば、前述したようにＸ方向
及びＹ方向の座標値が求められるが、この時、前記カウ
ンタは更新されず、切替信号p1,p2、即ち交流信号の周
波数はそのまま維持される。

前述したようにプッシュスイッチ251がオフの時、同
調回路25の同調周波数はf0であり、また、プッシュスイ
ッチ251がオンでロータリスイッチ252の選択接点scが選
択端子s1に接続されている、即ちコンデンサ255を選択
していれば、同調周波数はf1となり、また、プッシュス
イッチ251がオンでロータリスイッチ252の選択接点scが
選択端子s2に接続されている、即ちコンデンサ256を選
択していれば、同調周波数f2となり、さらにまた、プッ
シュスイッチ251がオンでロータリッスイッチ252の選択
接点scが選択端子s3に接続されている、即ちコンデンサ
257を選択していれば、同調周波数f3となる。

従って、受信信号が得られた時の交流信号の周波数を
示す切替信号p1,p2はその時点の前記スイッチ251及び25
2の状態を示す情報となる。

第６図は切替信号p1,p2の遷移のようすの一例を示す
ものである。当初、入力ペン20がタブレット10より離れ
ていると、切替信号p1,p2は「00」，「01」，「10」，
「11」と順次切替わるが、時点t1〜t2間において、例え
ばロータリスイッチ252によりコンデンサ255が選択され
ている入力ペン20を略直立状態でタブレット10に接近す
ると、まず、周波数f0の交流信号による座標検出がなさ
れ、これにより周波数f0の交流信号が繰返し発生され
る。その後、時点t3〜t4間において、ペンダウン状態に
される、即ちプッシュスイッチ251がオンとなると、周
波数f1の交流信号による座標検出が繰返しなされる。さ
らにまた、時点t5〜t6間において、ペンアップ状態にさ
れる、即ちプッシュスイッチ251がオフとなると、周波
数f1の交流信号による座標検出がなされなくなり、その
後は前記同様、周波数f2,f3と遷移することになる。

前記切替信号p1,p2の値は前記求められたＸ方向及び
Ｙ方向の座標値とともにホウトコンピュータに転送され
る。

次に、第７図乃至第９図に従って、座標検出動作につ
いて詳細に説明する。

まず、装置全体の電源が投入され、測定開始状態にな
ると、制御回路30は前述した４進カウンタをリセットし
（ステップsp1）、そのカウンタデータ、即ち切替信号p
1,p2をスタートパルスp3とともに信号発生回路31に送出
し（ステップsp2）、Ｘ方向を選択する情報をXY切替回
路36及び受信タイミング切替回路37に送出するととも
に、タブレット10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32に送り、該ループコイル11−１を送受切替回
路34に接続する。

送受切替回路34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41並びに増幅器43に
交互に接続するが、この際、駆動回路411は約27μseoの
送信期間において、第８図（ａ）に示すような600kHz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に相当する。

この時、増幅器43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37を介し
て帯域フィルタ38に送出され平均化され、検波器39及び
低減フィルタ40を経て制限回路30に送出される。

制御回路30は前記低減フィルタ40の出力値をA/D変換
して入力し、入力ペン20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30はループコイル11−２を選択する情
報を選択回路32に送り、該ループコイル11−２を送受切
替回路34に接続し、入力ペン20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34に接続し、第８図（ｃ）に示すような各ループ
コイル毎の入力ペン20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（ステップsp
3）。

実際の検出電圧は、第９図に示すように入力ペン20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。

次に、制御回路30はXY切替回路36及び受信タイミング
切替回路37にＹ方向の選択情報を送出し、前記同様にし
て選択回路33及び送受切替回路35を切替え、電波を送受
信した時の低減フィルタ40の出力値をA/D変換して得ら
れる入力ペン20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（ステッ
プsp4）。

この後、制御回路30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チェックし（ステ
ップsp5）、一定の検出レベル以下であれば、４進カウ
ンタを「１」歩進して（ステップsp6）、前記ステープs
2〜s4の処理を繰返す。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、入
力ペン20のＸ方向及びＹ方向の座標値を算出し（ステッ
プsp7）、該座標値を切替信号p1,p2、例えば「00」とと
もにホストコンピュータに転送し（ステップsp8）、４
進カウンタをそのままとして、前記ステップs2〜s8の処
理を繰返す。

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
研修電圧を抽出し、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、入力ペン20の座標値xpを算出できる。

ホストコンピュータ側では制御回路30より転送された
座標値を同時に転送された切替信号p1,p2を識別情報と
して任意に処理する。例えば、座標値のうち、識別情報
が「00」のデータは単なる位置データとしてディスプレ
イ（図示せず）上のカーソル表示のみに用い、他の識別
情報、例えば「01」のデータは黒色の入力データとして
ドット表示するとともに所定の画像メモリ（図示せず）
に記憶し、また、「10」のデータは青色の入力データと
して表示・記憶し、さらにまた、「11」のデータは赤色
の入力データとして表示・記憶する。また前記識別情報
は動作モードの設定情報や座標点の広がり情報として用
いても良い。

なお、前記実施例において、座標検出の結果によって
発生する交流信号の周波数を切替えるようになしたのは
座標検出周期をならべく短くするためであり、座標入力
の速度は多少犠牲になるが、座標検出の結果に拘らず、
常時f0〜f3の信号を繰返し発生する如くなしても良い。

第10図は位置指示器の他の実施例を示すもので、ここ
ではカーソルに適用した例を示す。即ち、カーソル50
は、合成樹脂等の非金属素材からなる筐体51の一端に、
底面「＋」の指標が設けられたプラスチック等の透明な
指標器52を取付け、また、上面にスイッチsw1,sw2,sw3
を設けてなっており、また、前記指標器52の周囲にはこ
れを取巻くようにコイルＬが設けられ、さらに筐体51の
内部には図示しない４つのコンデンサが内蔵されてい
る。

第11図は前記カーソル50の同調回路53を示すもので、
Ｌはコイル、sw1〜sw3は切替スイッチ、c1,c2,c3,c4は
コンテンサである。各切替スイッチsw1〜sw3はそのノー
マイクローズ接点NC及び共通接点Ｃを介して直列に、即
ち切替スイッチsw1の接点NCは切替スイッチsw2の接点Ｃ
に接続され、切替スイッチsw2の接点NCは切替スイッチs
w3の接点Ｃに接続される。また、切替スイッチsw1の接
点ＣはコイルＬの一端に接続され、また、該コイルＬの
他端はコンデンサc1〜c4の一端に接続されている。また
コンデンサc1,c2,c3及びc4の他端は切替スイッチsw1,sw
2,sw3のノーマルオープン接点NO及び切替スイッチsw3の
接点NCにそれぞれ接続されている。

なお、コイルＬのイダクタンス及びコンデンサc1〜c4
の容量値を、切替スイッチsw1〜sw3のいずれも操作しな
い時の共振（同調）周波数がf0となり、切替スイッチsw
1〜sw3をそれぞれ操作した時の同調周波数がそれぞれf
1,f2,f3となるように設定すれば、前記入力ペン20と同
様に用いることができる。

（発明の効果）以上説明したように本発明の座標入力装置によれば、
タブレットのループコイルより、同調回路を備えた位置
指示器に対して電波を発信し、該同調回路より逆に発信
される電波を受信し、この際、発生する誘導電圧を検出
し、これを多数のＸ方向及びＹ方向のループコイルの全
てについて行ない、得られた多数の誘導電圧より位置指
示器の指定座標を検出するようになしたため、位置指示
器側にはコイルとコンデンサを主要な構成要素とする同
調回路を設けるのみで良く、ケーブル等が不要となり且
つ電池や磁石等の重量のある部品が不要となり、その
分、操作性が良くなり、また、同調回路はスイッチ等の
操作に基づいてその同調周波数が複数の異なる周波数に
切替わるようになすとともに、タブレット側より発信す
る電波の周波数も前記複数の異なる周波数に順次切替え
るようになし、座標値が得られた時、即ち同調回路より
反射電波が得られた時の前記周波数に関する切替信号を
識別情報として出力するようになしたため、位置指示器
の状態、例えば座標値の入力を指定するスイッチの動作
を識別し、これをホストコンピュータ等に転送すること
ができる。また、タブレットには特別な部品を必要とし
ないため、大型化が容易で電子黒板装置等に応用でき、
さらに得られた誘導電圧に対する演算処理の精度を上げ
ることによって、座標検出精度を上げることもできる。
また、本発明の位置指示器によれば、コイルと複数のコ
ンデンサとスイッチとで同調回路が構成され、該スイッ
チを操作するのみで同調周波数が変わるため、座標入力
とともに所定の情報をタブレット側に伝送できる位置指
示器を軽量且つ安価に実現できる等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の座標入力装置の一実施例を示す図、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図は本発明の位置指示器の一実施
例を示す図、第４図は第３図の位置指示器の同調回路を
示す図、第５図は第１図の各部の信号波形図、第６図は
切替信号の遷移のようすの一例を示す図、第７図は制御
回路における処理の流れ図、第８図（ａ）（ｂ）（ｃ）
は制御回路における座標検出動作を示すタイミング図、
第９図は座標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図は本発明の位置指示器の他
の実施例を示す図、第11図は第10図の位置指示器の同調
回路を示す図である。 10……タブレット、11,12……ループコイル群、20……
入力ペン、251,151……スイッチ、253……コイル、254
〜257……コンデンサ、25……同調回路、30……制御回
路、31……信号発生回路、32,33……選択回路、34,35…
…送受切替回路、36……XY切替回路、37……受信タイミ
ング切替回路、38……帯域フィルタ、39……検波器、40
……低減フィルタ、50……カーソル、sw1〜sw3……スイ
ッチ、Ｌ……コイル、c1〜c4……コンデンサ、53……同
調回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者仙田聡明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 (72)発明者舟橋孝彦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】多数のループコイルをＸ方向に並設してな
るＸ方向のループコイル群及び多数のループコイルをＹ
方向に並設してなるＹ方向のループコイル群よりなるタ
ブレットと、少なくともコイルとコンデンサを含む同調
回路を有する位置指示器とを備え、前記タブレットのＸ
方向及びＹ方向のループコイル群のうちの一のループコ
イルに交流信号を供給して電波を発信させ、この際、位
置指示器の同調回路より反射される電波をタブレットの
Ｘ方向及びＹ方向のループコイル群のうちの一のループ
コイルに受信させ、これをタブレットのＸ方向及びＹ方
向の各ループコイルについて繰返し行わせ、得られた各
受信信号の電圧値から前記位置指示器によるＸ方向及び
Ｙ方向の指定位置の座標値を求める座標入力装置におい
て、位置指示器の同調回路として、同調周波数がスイッチ等
の操作に基づいて複数の異なる周波数に切替わる同調回
路を用いるとともに、前記複数の異なる周波数をそれぞれ指定する複数の切替
信号に従って該複数の異なる周波数のうちの一の周波数
の交流信号を発生する信号発生手段と、当初は予め定めた一定の順序で前記複数の切替信号を繰
返し発生し、前記指定位置の座標値が得られた時はその
時点の切替信号を発生し続けるとともに該切替信号を前
記位置指示器におけるスイッチ等の状態を示す情報とし
て出力する状態識別手段とを備えたことを特徴とする座標入力装置。
【請求項２】多数のループコイルをＸ方向に並設してな
るＸ方向のループコイル群及び多数のループコイルをＹ
方向に並設してなるＹ方向のループコイル群よりなるタ
ブレットと、コイルとコンデンサを含み、同調周波数がスイッチ等の
操作に基づいて複数の異なる周波数に切替わる同調回路
を有する位置指示器と、前タブレットのＸ方向のループコイル群及びＹ方向のル
ープコイル群より一のループコイルを順次選択するうＸ
方向及びＹ方向の選択手段と、前記複数の異なる周波数をそれぞれ指定する複数の切替
信号に従って該複数の異なる周波数のうちの一の周波数
の交流信号を発生する信号発生手段と、前記複数の異なる周波数の交流信号を検出する信号検出
手段と、前記Ｘ方向及びＹ方向の選択手段により選択されたＸ方
向及びＹ方向の各ループコイルに順次、前記信号発生手
段並びに信号検出手段を交互に接続する接続切替手段
と、前記Ｘ方向及びＹ方向の各ループコイルから前記信号検
出手段により検出される交流信号に基づいて、前記位置
指示器によるＸ方向及びＹ方向の指定座標を求める座標
検出手段と、当初は予め定めた一定の順序で前記複数の切替信号を繰
返し発生し、前記指定位置の座標値が得られた時はその
時点の切替信号を発生し続けるとともに該切替信号を前
記位置指示器におけるスイッチ等の状態を示す情報とし
て集力する状態識別手段とからなることを特徴とする座標入力装置。
【請求項３】コイルと容量値の異なる複数のコンデンサ
とスイッチとを有し、該スイッチの操作に基づいて前記
複数のコンデンサのうちのいずれかがコイルに接続され
又はコイルより切断される如く構成したことを特徴とす
る位置指示器。