JP2784204B2 - 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） 本発明は照明器を備えた座標入力装置に関し、特に照
明器を点灯させるインバータ回路を含み、該回路から発
生するノイズによる誤動作を低減した座標入力装置に関
するものである。

（従来の技術） 従来、センス部と該センス部に重ねて配置されたディ
スプレイと、センス部の下部に配置され、表示部と表示
画面の照明するバックライトを備えた入力表示部と、前
記バックライトを点灯させる交流電圧を発生するインバ
ータ回路と、前記センス部を介して位置指示器（以下入
力ペンと称す）による指示位置を検出する位置検出回路
と、前記位置検出回路を動作させるクロック信号を発生
する第１のクロック信号発生回路と、前記インバータ回
路を動作させるクロック信号を発生する第２のクロック
信号発生回路とを備えた座標入力装置が知られている。

前記入力ペンはコイルとコンデンサ等からなり、所定
の周波数f01を中心同調周波数として同調周波数を変化
できる同調回路を備えている。

前記センス部は透明な基板上に多数のループコイルを
所定の位置に配置して構成される。

前記バックライトは冷陰極管等からなり、所定の周波
数f02のクロック信号CK02により動作する前記インバー
タ回路に接続され、高電圧、例えば、300Vの交流電圧が
印加されて点灯する。

前記位置検出回路とセンス部は前記タブレットを構成
し、位置検出回路は、前記センス部のループコイルに周
波数f01の交流信号を出力する信号発生手段と、前記セ
ンス部のループコイルに誘起される周波数f01を中心周
波数とした所定の周波数帯域内の周波数の交流信号を検
出する信号検出手段と、前記センス部の多数のループコ
イルより一のループコイルを選択して前記信号発生手段
と信号検出手段に接続する選択手段と、前記信号検出手
段によって検出された交流信号に基づいて入力ペンによ
る指定位置の座標値を求める座標検出手段とを備えてい
る。また、位置検出回路は周波数f01の基準クロック信
号CK01により動作する。

前記第１のクロック信号発生回路は、クロック信号CK
01を派生し、第２のクロック信号発生回路はクロック信
号CK02を発生する。また、第１及び第２のクロック信号
発生回路の間は電気的に接続を有していない。

前述の構成からなる位置検出回路は、電波を用いて前
記入力表示部上の前記入力ペンによる指示位置を検出す
るようになっている。即ち、前記位置検出回路は、所定
の周波数f01の基準クロック信号CK01により動作し、前
記センス部の−のループコイルの選択し、送信期間に周
波数f01の電波をこのループコイルから入力ペンに対し
て発信する。この入力ペンの同調回路のコイルはセンス
部のループコイルから発信された電波によって励振さ
れ、同調回路に前記電波に同期した誘導電圧が発生す
る。この後、位置検出回路は受信期間に入る。このと
き、センス部のループコイルから発信する電波は直ちに
消滅する。一方、前記入力ペンの同調回路に発生した誘
電電圧は、この同調回路の損失に応じて徐々に減衰す
る。この減衰する過程において、前記同調回路コイルか
ら、前記誘導電圧により同調回路の同調周波数に対応し
た電波発生する。前記位置検出回路はセンス部のループ
コイルにより入力ペンの同調回路から発生した電波を検
出して、前記入力ペンの指示位置を求める。このように
送信と受信を交互に繰返すことにより、入力ペンの指示
位置を求めている。

また、前記位置検出回路は、外部からのノイズの影響
を低減するために、周波数f01を中心周波数とした所定
の周波数帯域内の周波数の信号を通過させる帯域フィル
タを介して、前記入力ペンの同調回路から発生した電波
を受信するようになっている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、従来の座標入力装置では、インバータ
回路のクロック信号CK02の高調波がノイズとなって発生
する。また、このクロック信号CK02の高調波の周波数が
位置検出回路の基準クロック信号CK01の周波数f01に一
致したり、または、基準クロック信号CK01の周波数f01
を中心とした所定の周波数帯域内に存在する場合、入力
ペンの同調回路から発信された電波を受信するときに、
この受信信号に前記高調波が重畳するため、入力ペンの
指示位置の座標検出精度が低下するという問題点があっ
た。

本発明の目的は上記問題点に鑑み、バックライトのよ
うな照明器を点灯させるインバータ回路のクロック信号
の高調波によるノイズの影響を低減することが可能な座
標入力装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は上記の目的を達成するために、請求項（１）
では、座標入力装置を指示する位置指示器と、多数のル
ープコイルを有し、電波を用いて前記位置指示器による
指示位置の座標検出あるいは前記位置指示器の状態検出
を行うタブレットと、該タブレットと組み合わされた照
明器と、該照明器を点灯させるための交流信号を発生す
る電気回路とを有する座標入力装置において、前記位置
指示器の指示位置あるいは状態を検出するために、前記
ループコイルを選択している時間が、前記交流信号の周
期を整数倍と一致するように設定した座標入力装置を提
案する。

また請求項（２）では、座標入力位置を指示する位置
指示器と、多数のループコイルを有し、電波を用いて前
記位置指示器による指示位置の座標検出あるいは前記位
置指示器の状態検出を行うタブレットと、該タブレット
と組み合わされた照明器と、該照明器を点灯させるため
の交流信号を発生する電気回路とを有する座標入力装置
において、前記位置指示器の指示位置あるいは状態を検
出するために、前記ループコイルを選択している時間
が、前記交流信号の周期の整数倍と一致するように設定
すると共に、各ループコイルを選択してから前記照明器
に前記交流信号を供給する時間を変化させることにより
前記照明器の調光を行うようになした座標入力装置を提
案する。

（作 用） 本発明の請求項（１）によれば、位置指示器による座
標入力位置あるいは位置指示器の状態の検出は電波を用
いて行われ、ループコイルが選択されている時間は照明
器を点灯させる交流信号の周期の整数倍と一致するよう
に設定されているため、該交流信号はノイズとならな
い。従って、各ループコイルを選択してから一定時間経
過後に電波を検出すれば、該電波に前記交流信号の高調
波が重畳しても、その位相は常に同じになり、その影響
が除去される。

また、請求項（２）によれば、位置指示器による座標
入力装置あるいは位置指示器の状態の検出は電波を用い
て行われ、ループコイルが選択されている時間は照明器
を点灯させる交流信号の周期の整数倍と一致するように
設定されている。さらに、前記照明器の調光は、前記各
ループコイルが選択されてからの、前記交流信号を前記
照明器に供給する時間を変化させることにより行われ
る。従って、前記照明器の非点灯期間に前記電波を検出
すれば、前記交流信号の高調波は発生せず、この高調波
の影響を受けることがない。

（実施例） 第１図は本発明の座標入力装置の第１の実施例の概要
を示すもので、図中、１は座標を入力するための入力表
示部、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（以下、単にペンと称す。）、３は制御装
置、４は電源装置である。

第２図は、入力表示部１の構成を示す断面図である。
第２図によれば、入力表示部１は後で詳述する透明基板
を有しペン２によるＸ方向とＹ方向の指定位置座標を検
知するセンス部10と、該センス部10上に載置された平型
の座標表示用ディスプレイパネル50、例えば上面に図示
しないハードコアアクリル板が配設された液晶ディスプ
レイパネルと、前記センス部10の下部に配設されその発
光による光を上方の液晶ディスプレイパネル50に向けて
反射するための反射板（図示せず）を備えたバックライ
ト60と、液晶ディスプレイパネル50全体を均一に明るさ
で照射できるようにバックライト60と前記センス部10間
に配設した導光板70、例えば乳白色のアクリル板と、上
面中央部に開口部81が形成され、センス部10,液晶ディ
スプレイパネル50,バックライト60及び導光板70を一体
的に収納することが可能な非金属製のケース80とから構
成されている。

前記バックライト60は、前記液晶ディスプレイパネル
50のコントラストを改善しかつ明るく表示するためのも
ので、例えば冷陰極管が使用される。このように冷陰極
管をバックライト60として用いることにより、例えばEL
素子をバックライトとして用いた時よりも３倍以上の明
るさで液晶ディスプレイパネル50を下方から照射するこ
とができる。

第３図（ａ）は、入力表示部１のセンス部10を構成す
る透明基板11を示す概略図、第３図（ｂ）は透明基板11
の一部省略拡大断面図である。第３図において、12,13,
14,15はポリエステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル等
からなる透明フィルム、16はＹ方向に沿って多数、例え
ば96本並設された銅線（実際には軟銅錫メッキ線を使用
する。）、17はＸ方向に沿って同じく96本並設された銅
線である。これらは、まず透明フィルム12と透明フィル
ム13の間に銅線17を並設し、例えばポリエチレン系の透
明な接着剤で接着する。同様に透明フィルム14と透明フ
ィルム15との間に前記銅線16を並設して前記透明な接着
剤で接着し、さらに透明フィルム13と透明フィルム14と
を銅線16と銅線17とが直交する如く接着することにより
透明基板11が形成されており、例えば、透明フィルム12
側から透明フィルム15側を前記バックライト60を用いて
照射した際、透明フィルム15側では前記液晶ディスプレ
イパネル50を前述の如く明るく照射するのに充分な光量
を得ることができる。

また、第３図では、透明基板11の表面にかなりの凹凸
が有るように図示されているが、実際には透明フィルム
の厚さと銅線の直径は一方向（Ｘ方向又はＹ方向）分合
わせても、0.2mm以下であり、ほとんど無視できる。

さらに、前記透明基板11を用いてセンス部10を構成す
るには、図示しない枠型の基板中央部に透明基板11を配
設し、銅線16及び17と枠型基板のパターンと例えばハン
ダ付けにより接続して、Ｘ方向及びＹ方向の座標値を検
知するための多数のループコイルの形成する。なお、透
明基板11から露出した銅線16,17はハンダ付け部を除い
て絶緑体で被覆しても良い。

第４図はＸ方向の座標値を検知するためのループコイ
ル群160及びＹ方向の座標値を検知するためのループコ
イル群170の詳細を示すものである。Ｘ方向のループコ
イル群160はＹ方向に沿って互いに平行に配置された多
数、例えば48本のループコイル160−1,160−2,……,160
−48からなり、またＹ方向のループコイル群170はＸ方
向に沿って互いに平行に配置された多数、同じく48本の
ループコイル170−1,170−2,……,170−48からなり、第
３図（ａ）に示した如く、Ｘ方向のループコイル群160
とＹ方向のループコイル群170とは透明フィルム13及び
透明フィルム14とを介して互いに密接して重ね合わされ
ている（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。）、なお、ここで各ループコイルを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５図はペン２の詳細な構造を示す断面図で、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臓され、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253は後で詳述する第７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、コイル252及びコンデンサ2
53の数値は所定の周波数f1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
両端に並列に接続されており、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、例えば入力表示部１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。

制御装置３は、第６図に示すようにセンス部10を制御
する位置検出回路300、液晶ディスプレイパネル50を制
御するディスプレイ制御回路500、これらを統轄的に制
御する電子計算機900、インバータ回路600及び周波数f1
のクロック信号CK1を位置検出回路300に、周波数f2のク
ロック信号CK2をインバータ回路600にそれぞれ出力する
クロック信号発生回路700とから構成されている。位置
検出回路300はクロック信号CK1により、インバータ回路
600はクロック信号CK2によりそれぞれ動作する。また、
センス部10と位置検出回路300は前記タブレットを構成
する。

電源装置４は、周知の整流器やトランス、DC−DCコン
バータ等からなり、制御装置３内の各回路に供給する。

第７図は同調回路25、位置検出回路300、インバータ
回路600及びクロック信号発生回路700の詳細を示すブロ
ック図である。同図において、301は制御回路、302は信
号発生回路、303x及び303yはＸ方向及びＹ方向の選択回
路である。また、304x,304yは送受切替回路、305はXY切
替回路、306は受信タイミング切替回路である。また、3
07は帯域フィルタ（BPF）、308は検波器、309は低域フ
ィルタ（LPF）、310,311は位相検波器（PSD）、312,313
は低域フィルタ（LPF）である。また314x,314yは駆動回
路、315x,315yは増幅器である。

インバータ回路600は、交流出力回路601と後述する周
波数f2のクロック信号CK2により動作するドライバ回路6
02から構成され、直流電圧を周波数f2の300Vの交流電圧
に交換して出力する。交流出力回路601は、２個のスイ
ッチングトランジスタ、トランス等からなり、ドライバ
回路602は、クロック信号CK2に基づいて交流出力回路60
1のスイッチングトランジスタを交互にドライブする。

前記クロック信号発生回路700は、原発振回路701、第
１の分周回路702及び第２の分周回路703からなる。原発
振回路701は周波数f0、例えば1000KHzのクロック信号CK
Oを発生する。第１の分周回路702は、クロック信号CKO
を入力して、周波数f1がf0/2,即ち500KHzのクロック信
号CK1を出力する。また、第２の分周回路703は、クロッ
ク信号CKOを入力して、周波数f2がf0/32,即ち、31.25KH
zのクロック信号CK2を出力する。

次に前記位置検出回路300の動作をその構成とともに
説明するが、まず、センス部10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す並びにこの際、得
られる信号について、第８図に従って説明する。

前記制御回路301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302を制御するとともに、第９
図を示すフローチャートに従って選択回路303x及び303y
を介してセンス部10の各ループコイルの切替を制御し、
また、XY切替回路305及び受信タイミング切替回路306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309,312,313からの出力値のアナログ・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、これらを前記電子計算機900へ送出
する。

選択回路303xは前記Ｘ方向のループコイル群160より
一のループコイルを順次選択すものであり、また、選択
回路303yは前記Ｙ方向のループコイル群170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301からの情報に基づいて動作する。

送受切替回路304x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314x並びに増幅器315xに交互に接続
するものであり、また、送受切替回路304y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314y並びに増
幅器315y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302は所定の周波数f1、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310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305を介して駆動回路314x
又は314y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311に送出され、また、送受切替信号
Ｂは送受切替回路304x及び304y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30
6に送出される。

今、制御回路301によりＸ方向を選択する情報がXY切
替回路305及びタイミング切替回路306に入力されている
とすると、前記正弦波信号は駆動回路314xに送出され平
衡信号に変換され、さらに送受切替回路304xに送出され
るが、該送受切替回路304xは送受切替信号Ｂに基づいて
駆動回路314及び増幅器315xのいずれか一方を切替接続
するため、送受切替回路304xより選択回路303xに出力さ
れる信号は時間Ｔ（＝1/2fk）、ここでは32μsec毎に50
0kHz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303xを介してセンス部10のＸ方
向の一のループコイル160−ｉ（ｉ＝1,2,……48）に送
出されるが、該ループコイル160−ｉは前記信号Ｄに基
づく電波を発生する。

この際、入力表示部１上にてペン２が略直立状態、即
ち使用状態に保持されていると、前記信号Ｄに基づく電
波はペン２のコイル252を励振し、その同調回路25に信
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160−ｉが増幅器315x側
に切替えられると、該ループコイル160−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252より電波を発振させる。該電波は増幅
器315xに接続されたループコイル160−ｉを励振するた
め、該ループコイル160−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304xより増幅器315xに送出され増幅さて
れ受信信号Ｆとなり、さらに受信タイミング切替回路30
6に送出される。

受信タイミング切替回路306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307に送出されるが、該帯
域フィルタ307は周波数f1を中心周波数とする±10kHzの
周波数帯域内の信号を通過させるセラミックフィルタで
あり、前記信号Ｇ中の前記周波数帯域内の信号のエネル
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307に入力され収束した状態にお
いて）を検波器308並び位相検波器310,311に送出する。

前記検波器308に入力された信号Ｈは検波され、信号
Ｉとされた後、遮断周波数の充分低い低域フィルタ309
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301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160−
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160−ｉが切替え
られると変化するため、制御回路301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310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312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301に送出される。

また、位相検波器311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313にて直流信号に変換され制御回路301に送
出されるが、位相検波器311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313の出力電
圧値は低域フィルタ312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307の出力Ｈは位相検波器310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31
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313の出力とほぼ同じ電圧値となるが、位相検波器3
11によって正側に反転した信号とされ、低域フィルタ31
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3
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313の出力に所定の電圧値
が得られるため、制御回路301において、低域フィルタ3
12及び313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９図乃至第12図に従って位置検出回路300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、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301はＸ方向を選択する情報をXY切替回
路305及び受信タイミング切替回路306に送出するととも
に、センス部10のＸ方向のループコイル160−１〜160−
48のうち、最初のループコイル160−１を選択する情報
を選択回路303xに送り、該ループコイル160−１を送受
切替回路304xに接続する。

送受切替回路304xは前述した送受切替信号Ｂに基づい
て、ループコイル160−１を駆動回路314x及び増幅器315
xに交互に切替制御するが、この際、駆動回路314xは32
μsecの送信期間において、第10図（ａ）に示すような5
00kHzの16個の正弦波信号を該ループコイル160−１へ送
る。

前記送信及び受信の切替は第10図（ｂ）に示すように
一のループコイル、ここでは160−１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315x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306を
介して帯域フィルタ307に送出され平均化され、検波器3
08、位相検波器310,311及び低域フィルタ309,312,313を
経て制御回路301に送出される。

制御回路301はループコイル160−１が選択された後一
定時間T1が経過した後前記低域フィルタ309の出力値Ｊ
をA/D変換して入力し、ペン２とループコイル160−１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301はループコイル160−２を選択する
情報を選択回路303xに送り、該ループコイル160−２を
送受切替回路304xに接続し、ペン２とループコイル160
−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160−２〜160−48を順
次、送受切替回路304xに接続し、第10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10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。

前記低域フィルタ309の出力信号Ｊは、インバータ回
路600が動作していないときは第11図（ａ）に示す信号
波形のようにノイズのない信号として入力されるが、イ
ンバータ回路600が動作していると、インバータ回路600
のクロック信号CK2の高調波が重畳した信号として入力
される。しかし、本実施例ではクロック信号CK1とクロ
ック信号CK2が同期しているので、例えば第11図（ｂ）
に示すような信号波形を有する信号Ｊとなる。クロック
信号CK1とクロック信号CK2が同期していないと第11図
（ｃ）に示すようにスキャンの度毎に重畳してくるイン
バータの信号の位相が異なるので、信号レベルが一定し
ない信号波形になる。

制御回路301は、一のループコイルが選択されてから
一定時間T1後に信号Ｊを入力しているため、受信信号に
重畳している高調波の位相が常に同じ点で信号Ｊのレベ
ルを検出している。これにより、重畳した高調波による
信号レベル検出への影響が除去される。また、実体の検
出電圧は、第12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301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301はXY切替回路305及び受信タイミン
グ切替回路306にＹ方向の選択情報を送出し、前記同様
にして選択回路303y及び送受切替回路304yを切替え、電
波を送受信した時の低域フィルタ309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170−１
〜170−48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301は前記Ｘ方向のループコイル160−
１〜160−48（又はＹ方向のループコイル170−１〜170
−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303x（又は303y）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312及び313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
電子計算機900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301は第13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160−１〜160−48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303xに送出し、また、Ｙ方向のループコイル170−１
〜170−48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303y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
果を電子計算機900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10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160−１〜160−48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。

このようにして検出された各座標値は、検出毎にディ
スプレイパネル制御回路500の制御によって液晶ディス
プレイパネル50に表出される。

第14図はディスプレイ制御回路500の詳細を示すもの
であり、センス部10で次々に指示されたＸ方向データ及
びＹ方向データからなる位置データは電子計算機900に
入力されたあと、ディスプレイメモリ501において一定
の順序に従って並べられて記憶されるとともに、その位
置データはディスプレイプロセッサたるコントローラ50
2からのタイミングパルスによる順次読み出されてＸ方
向ドライバ503、Ｙ方向ドライバ504に出力される。

また、これらのＸ方向ドライバ503及びＹ方向ドライ
バ504にはコントローラ502のタイミングパルスに同期し
て、スキャニングパルス発生器505が発するスキャニン
グパルスが入力され、各ドライバ503,504は液晶ディス
プレイパネル50に上記Ｘ方向及びＹ方向の位置データを
入力し、これによりセンス部10上にペン２で指示した位
置が液晶ディスプレイパネル50上の同一位置に表示され
ることになる。従って、センス部10上に重ねた液晶ディ
スプレイパネル50の上からペン２で書いた文字や図形の
筆跡が液晶ディスプレイパネル50上に同一筆跡で、しか
もセンス部10の下部に配設したバックライト60及び導光
板70の作用を受けて明るく表示される。

次に本発明の第２の実施例の説明する。

第15図は第２の実施例のスタイラスペン２の同調回路
25,位置検出回路300,インバータ回路600及びクロック信
号発生回路700の詳細を示すブロック図である。図にお
いて第１の実施例と同一構成部分は同一符号をもって表
わす。また、第１の実施例と異なる部分は、インバータ
回路600の動作制御を行う調光回路650が付加されたこと
である。

前記調光回路650は、センス部10の−ループコイルが
選択されている時間を周期として、この周期内のバック
ライト60の点灯期間と非点灯期間を示す信号CTをインバ
ータ回路600及び制御回路301に出力する。前記点灯期間
と非点灯期間の比率は可変できるようになっている。イ
ンバータ回路600は信号CTが点灯期間を表わしていると
きに動作するようになっている。これによりバックライ
ト60の調光を行うことができる。

また、第２の実施例の動作の第１の実施例の動作との
異なるところには、制御回路301低域フィルタ309の出力
値ＪをA/D変換して入力するタイミングである。

第２の実施例において、制御回路301は、センス部10
の−のループコイルが選択されている期間中のバックラ
イト60の非点灯期間に低域フィルタ309の出力値ＪをA/D
変換して入力し、ペン２と前記ループコイルとの距離に
依存した検出電圧を一時記憶する。このとき、インバー
タ回路600は動作を停止し、バックライト60への交流電
圧は出力されない。これにより、第16図に示すように、
インバータ回路600のクロック信号CK2の高調波は信号Ｊ
に重畳しなくなり、制御回路301は安定した信号レベル
を検出することができる。

なお、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。また、スタイラスペンの代わりにカーソルを使用で
きることは勿論である。

また、本実施例ではバックライトを備えた座標入力装
置を用いたが、バックライトに限定されることはなく、
インバータ回路を備えた照明器を有する座標入力装置で
あれば同様の効果を得ることができる。

また、本実施例では液晶ディスプレイパネル50の下に
センス部10を、さらにその下にバックライト60を配置し
たが、これに限定されることはなく、これらの配置順序
が異なっても同様の効果を得ることができる。

また、前記実施例ではタブレット側より位置指示器に
電波を発信し、その反射電波を受信して位置検出等を行
う座標入力装置を用いたが、タブレット側より発信した
電波を位置指示器側で受信する、又は位置指示器側より
発信した電波をタブレット側で受信する周知の電磁誘導
方式の座標入力装置等を用いることもできる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明の請求項（１）によれば、
位置指示器による座標入力位置あるいは位置指示器の状
態を検出するための電波を検出する際に、該電波に照明
器を点灯させる交流信号の高調波が重畳していても、前
記電波を検出するときの前記高調波の位相は常に同じに
なるため、前記高調波からなるノイズの影響によって座
標検出の精度が低下することを防止できるという利点を
有する。

また、請求項（２）によれば、位置指示器による座標
入力位置あるいは位置指示器の状態を検出するための電
波を検出する際に、照明器を点灯させる交流信号は前記
照明器に供給されていないので、前記交流信号の高調波
は発生しないため、この高調波の影響を受けることがな
い。これにより、前記高調波からなるノイズの影響によ
って座標検出の精度が低下することを防止できるという
利点を有する。

【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図は入力表示部の断面図、第３図（ａ）は透明基板の
概要図、第３図（ｂ）は透明基板の一部省略拡大断面
図、第４図はセンス部のＸ方向及びＹ方向のループコイ
ル群の詳細な構成図、第５図はスタイラスペンの断面
図、第６図は制御装置のブロック図、第７図は同調回
路，位置検出回路，インバータ回路及びクロック信号発
生回路の詳細を示すブロック図、第８図は第７図の各部
の信号波形図、第９図は位置検出回路の制御回路におけ
る処理の流れ図、第10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11図（ａ）（ｂ）（ｃ）は受信信号の波形図、第
12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13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
14図はディスプレイ制御回路図、第15図は第２の実施例
の要部回路を示すブロック図、第16図は受信信号の波形
図である。 １……入力表示部、２……スタイラスペン、３……制御
装置、４……電源装置、10……センス部、50……ディス
プレイパネル、60……バックライト、300……位置検出
回路、500……ディスプレイ制御回路、600……インバー
タ回路、650……調光回路、700……クロック信号発生回
路、900……電子計算機。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G06F 3/03 G06F 3/033

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】座標入力位置を指示する位置指示器と、多
   数のループコイルを有し、電波を用いて前記位置指示器
   による指示位置の座標検出あるいは前記位置指示器の状
   態検出を行うタブレットと、該タブレットと組み合わさ
   れた照明器と、該照明器を点灯させるための交流信号を
   発生する電気回路とを有する座標入力装置において、 前記位置指示器の指示位置あるいは状態を検出するため
   に、前記ループコイルを選択している時間が、前記交流
   信号の周期の整数倍と一致するように設定した、 ことを特徴とする座標入力装置。
2. 【請求項２】座標入力位置を指示する位置指示器と、多
   数のループコイルの有し、電波を用いて前記位置指示器
   による指示位置の座標検出あるいは前記位置指示器の状
   態検出を行うタブレットと、該タブレットと組み合わさ
   れた照明器と、該照明器を点灯させるための交流信号を
   発生する電気回路とを有する座標入力装置において、 前記位置指示器の指示位置あるいは状態を検出するため
   に、前記ループコイルを選択している時間が、前記交流
   信号の周期の整数倍と一致するように設定すると共に、 各ループコイルを選択してから前記照明器に前記交流信
   号を供給する時間を変化させることにより前記照明器の
   調光を行うようになした、 ことを特徴とする座標入力装置。