JP3369696B2 - 位置検出装置及びその位置指示器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電波を利用した位置検
出装置及びその位置指示器の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この出願に先立ち、出願人は特願昭６１
−２１３９７０号（特開昭６３−７０３２６号公報参
照）（以下、先願１と称す。）において、タブレットと
位置指示器との間で電波をやりとりすることにより、該
位置指示器による指示位置の座標値を求める位置検出装
置について提案した。

【０００３】先願１の内容を簡単に説明すると、タブレ
ットのループコイルより所定の周波数の電波を送信さ
せ、該電波を位置指示器に設けた共振回路に受信させ
る。この際、該電波を受信した共振回路より発信される
電波を前記ループコイルに受信させ、誘導電圧を発生さ
せる。これをタブレットの複数のループコイルについて
順次切替えて繰返し、各ループコイルに発生した誘導電
圧のレベルに基いて指示位置の座標値を求める如くなし
ていた。

【０００４】ところで、この種の位置検出装置では指示
位置の座標値の外、実際に入力すべき指示位置を特定し
た状態（ペンダウン状態）を表す情報や、位置指示器の
種別、例えばペンかカーソルかを表す情報、あるいはソ
フトウェアに応じて座標値以外のパラメータ、例えば線
の太さ、指示位置あるいは指示領域の色相や濃度（明
度）等を連続的に変化させるための情報を、前記指示位
置の座標値とともに入力したいという要求がある。

【０００５】前述した先願１では、共振回路を構成する
コイル及びコンデンサに手動のスイッチを介して他のコ
ンデンサを接続することにより、該スイッチに対する操
作に応じて共振周波数がわずかに変化するようになし、
この共振周波数のわずかな変化を前記所定の周波数に対
する位相角の変化として検出し、前述したペンダウン状
態を表す情報や位置指示器の種別を表す情報となしてい
た。

【０００６】また、出願人は特願昭６２−２０８２９３
号（特開昭６４−５３２２３号公報参照）（以下、先願
２と称す。）において、共振回路を構成するコイルとし
て筆圧に応じてインダクタンスが連続的に変化するコイ
ルを用い、該筆圧に応じて共振周波数が連続的に変化す
るようになし、この共振周波数の連続的な変化を所定の
周波数に対する位相角の連続的な変化として検出し、前
述したパラメータを連続的に変化させるための情報（以
下、連続量情報と称す。）として入力可能となした位置
検出装置について提案した。

【０００７】ところで、前述した先願２の装置では、コ
イルのインダクタンスの変化に伴う共振周波数の変化範
囲を、所定の周波数に対する位相角として検出可能な範
囲（ほぼ−６０°〜＋６０°）と一致させていたため、
１種類の連続量情報しか入力できないという問題があっ
た。

【０００８】そこで、出願人は特願昭６３−３０８７１
２号（特開平２−１５５０１９号公報参照）（以下、先
願３と称す。）において、筆圧に応じて共振周波数が連
続的に変化する範囲を、所定の周波数に対する位相角と
して検出可能な範囲をほぼ２等分した範囲に対応する２
つの範囲に切替設定可能とすることにより、２種類の連
続量情報を入力し得る装置について提案した。また、出
願人は特願平４−３６５０８号（以下、先願４と称
す。）において、タブレット側より周波数の異なる複数
の電波を切り替えて送信するとともに、筆圧に応じて共
振周波数が連続的に変化する範囲を、前記複数の異なる
周波数のそれぞれに対する位相角として検出可能な範囲
に切替設定可能とすることにより、複数の連続量情報を
入力し得る装置について提案した。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た先願３の装置では、一の連続量情報により伝達可能な
情報の変化範囲が小さくなるととともに、同一筆圧に対
する位相角が前記範囲を切り替えた際に全く異なってし
まうことから位相角に対する連続量情報の補正にそれぞ
れ別々の補正値が必要になるという問題があり、また、
先願４の装置では、複数の電波の周波数を、筆圧に応じ
て変化した際の共振周波数が互いに重ならない程度に離
れた周波数にそれぞれ設定しなければならないため、広
い周波数領域を必要とするという問題があった。

【００１０】本発明の目的は、伝達可能な情報の変化範
囲を小さくすることなく且つ広い周波数領域を必要とす
ることなく、複数の連続量情報を伝達し得る位置検出装
置及びその位置指示器を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の位置検出
装置及びその位置指示器の基本構成を示すものである。
図中、１は共振回路である。また、２は共振回路１に生
起する所定のタイミング情報を含む誘導電圧より該所定
のタイミング情報を抽出するタイミング抽出手段であ
る。また、３−１，３−２，……３−ｎは複数の連続量
情報に応じて前記共振回路１の共振特性をそれぞれ連続
的に変化させる複数の共振特性可変手段である。また、
４は前記所定のタイミング情報に基づく複数の特定のタ
イミングに前記複数の共振特性可変手段３−１〜３−ｎ
を前記共振回路１に順次接続する選択接続手段である。
これらは位置指示器Ａを構成する。

【００１２】また、５は位置指示器Ａの共振回路１を励
振する電波を発生する電波発生手段である。また、６は
電波発生手段５より発生する電波が所定のタイミング情
報を含む電波となるように制御するタイミング制御手段
である。また、７は位置指示器Ａの共振回路１から発生
する電波を検出する電波検出手段である。また、８は電
波検出手段７で検出される電波より位置指示器Ａによる
指示位置の座標値を求める座標検出手段である。また、
９は前記所定のタイミング情報に基づく複数の特定のタ
イミングに検出される電波より位置指示器Ａの共振回路
１の共振特性を検出する共振特性検出手段である。ま
た、１０は共振特性検出手段９で検出された共振特性よ
り複数の連続量情報をそれぞれ再生する情報再生手段で
ある。これらはタブレットＢを構成する。

【００１３】所定のタイミング情報を含む誘導電圧と
は、タブレットＢの電波発生手段５から発生される所定
のタイミング情報を含む電波によって共振回路１に生起
するものであるが、該所定のタイミング情報は、例えば
電波の継続時間によって表され、特に所定期間以上連続
し、その後、該所定期間より十分短い一定の継続時間で
且つ所定の周期をもって間欠的に発生する電波の継続時
間によって表される。この場合、タイミング抽出手段２
では、前記電波によって共振回路１に生起する誘導電圧
を検波し、所定の時定数を有する低域フィルタ（積分回
路）に通して一定のレベル以上の電圧を取り出すことに
より所定のタイミング情報を抽出する。

【００１４】共振特性可変手段３−１〜３−ｎは、それ
ぞれ連続量情報に対応した連続的な操作、例えば筆圧や
ダイヤルの回転角度に応じてインダクタンスまたは容量
値もしくは抵抗値が変化する素子により構成され、例え
ばコイルとコンデンサで構成される一般的な共振回路１
の共振周波数または内部損失または減衰度もしくはこれ
らの任意の組み合わせに基づく共振特性を変化させる。

【００１５】選択接続手段４は、前述した所定のタイミ
ング情報に基づく特定のタイミング、特に共振回路１に
誘導電圧が所定期間以上連続し、その後、該所定期間よ
り十分短い一定の継続時間で且つ所定の周期をもって間
欠的に生起するタイミングに、例えばアナログスイッチ
を切り替えることにより、前記複数の共振特性可変手段
３−１〜３−ｎと前記共振回路１とを順次接続する。

【００１６】電波発生手段５は、例えば位置検出方向に
並設された複数のループコイルまたはその近傍に設けら
れた補助アンテナコイルと、位置指示器Ａの共振回路１
を励振する電波を発生するための交流信号、一般的には
共振回路１の共振周波数にほぼ等しい周波数の交流信号
を発生する交流信号発生手段とにより構成される。ま
た、電波検出手段７は、前記電波発生手段５を構成する
ものと同一もしくは全く別の位置検出方向に並設された
複数のループコイルまたはこれとその近傍に設けられた
補助アンテナコイルとにより構成される。

【００１７】タイミング制御手段６は、例えば前述した
複数のループコイルまたは補助アンテナコイルと交流信
号発生手段との間を断続することにより、継続時間によ
って表される所定のタイミング情報を含む電波、特に所
定期間以上連続し、その後、該所定期間より十分短い一
定の継続時間で且つ所定の周期をもって間欠的に発生す
る電波を発生させる。

【００１８】座標検出手段８は、位置指示器Ａの共振回
路１から発生する電波により、例えば前述した複数のル
ープコイルに発生する複数の誘導電圧のレベルを検出
し、該レベル分布の最大値、即ち位置指示器Ａの指示位
置の座標値を検出する。

【００１９】共振特性検出手段９は、位置指示器Ａの共
振回路１から発生する電波のうち、特に所定のタイミン
グ情報に基づく複数の特定のタイミング、即ち複数の連
続量情報に応じて共振回路１の共振特性がそれぞれ連続
的に変化されるタイミングに発生する電波により、例え
ば前述したループコイルまたは補助アンテナコイルに発
生する誘導電圧のレベルもしくは前述した交流信号との
位相差を各タイミング毎に検出し、これらから位置指示
器Ａの共振回路１の共振特性を各タイミング毎に検出す
る。

【００２０】情報再生手段１０は、共振特性検出手段９
で検出された各タイミング毎の共振特性を、例えば予め
求めておいた共振特性と連続量情報との関係を示すテー
ブルを用いて複数の連続量情報に変換し、出力する。

【００２１】

【作用】図１において、位置指示器Ａの共振回路１を励
振する電波を発生する電波発生手段５はタイミング制御
手段６により、該電波が所定のタイミング情報を含む電
波、例えば所定期間以上連続して発生し、その後、該所
定期間より十分短い一定の継続時間で且つ所定の周期を
もって間欠的に発生する如く制御される。該電波は位置
指示器Ａの共振回路１に受信され、前述した所定のタイ
ミング情報を含む誘導電圧を生起する。タイミング抽出
手段２は前記誘導電圧より所定のタイミング情報を抽出
し、選択接続手段４に出力する。選択接続手段４では前
記所定のタイミング情報に基づく複数の特定のタイミン
グ、例えば誘導電圧が間欠的に生起するタイミング毎に
前記複数の共振特性可変手段３−１〜３−ｎを前記共振
回路１に接続し、該共振回路１の共振特性、例えば共振
周波数を複数の連続量情報に応じて順次変化させる。

【００２２】この時、電波発生手段５が発生した電波に
比べて周波数の変化した電波が前記各タイミング毎に共
振回路１から発生することになるが、該各タイミング毎
の電波は電波検出手段７で検出される。共振特性検出手
段９は該電波検出手段７で検出された各タイミング毎の
電波より位置指示器Ａの共振回路１の共振特性を順次検
出し、これらを情報再生手段１０に出力する。情報再生
手段１０では前記各タイミング毎の共振特性を複数の連
続量情報に変換し、出力する。また、座標検出手段８で
は電波検出手段７で検出される電波より、例えばその強
度分布より位置指示器Ａによる指示位置の座標値を検出
する。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に従って説明す
る。

【００２４】図２は本発明の位置指示器の第１の実施例
を示すもので、図中、２１ａはコイル、２１ｂ，２２ｂ
はコンデンサ、２２ａ，２３ａ，２４ａはダイオード、
２３ｂ，２４ｂは低域フィルタ（ＬＰＦ）、２３ｃ，２
４ｃはコンパレータ、２５，２６，２７，２８は可変容
量コンデンサ、２９ａはＤフリップフロップ、２９ｂは
カウンタ、２９ｃはアナログスイッチ、２９ｄ，２９ｅ
はインバータであり、これらは位置指示器Ａを構成す
る。

【００２５】コイル２１ａ及びコンデンサ２１ｂは互い
に直列に接続され、所定の周波数を共振周波数とする周
知の共振回路２１を構成する如くなっている。ダイオー
ド２２ａ及びコンデンサ２２ｂは前記共振回路２１に発
生する誘導電圧より直流電圧を取り出し、これを電源電
圧として他の回路に供給する電源回路２２を構成する如
くなっている。

【００２６】ダイオード２３ａ、低域フィルタ２３ｂ及
びコンパレータ２３ｃは前記共振回路２１に発生する誘
導電圧から、比較的時定数（ｔ）の大きな低域フィルタ
２３ｂにより、所定期間以上連続している誘導電圧のみ
を取り出し、これを波形整形して起動タイミング信号を
生成する起動タイミング生成回路２３を構成する如くな
っている。ダイオード２４ａ、低域フィルタ２４ｂ及び
コンパレータ２４ｃは前記共振回路２１に発生する誘導
電圧から、比較的時定数（ｔ）の小さな低域フィルタ２
４ｂにより、前記所定期間より十分短い一定の継続時間
で且つ所定の周期をもって間欠的に生起する誘導電圧を
取り出し、これを波形整形してクロックを生成するクロ
ック生成回路２４を構成する如くなっている。なお、こ
の起動タイミング生成回路２３及びクロック生成回路２
４が請求項１、２、５、６でいうタイミング抽出手段を
構成する。

【００２７】可変容量コンデンサ２５は連続量情報、こ
こでは主として線の太さ情報に対応した連続的な操作、
例えば図３に示すようなペン先２５’に加わる圧力、即
ち筆圧に応じて容量値が変化する圧力可変容量コンデン
サであり、また、可変容量コンデンサ２６，２７，２８
はそれぞれ連続量情報、ここでは赤、青、緑の色情報に
対応した連続的な操作、例えば図３に示すようなダイヤ
ルリング２６’，２７’，２８’の回転角度に応じて容
量値が変化するバリコンである。これらの可変容量コン
デンサ２５〜２８は、後述する複数の特定のタイミング
にそのうちの１つがアナログスイッチ２９ｃを介して共
振回路２１のコンデンサ２１ｂに並列に接続し、前述し
た４つの連続量情報に応じて前記共振回路２１の共振特
性、ここでは共振周波数をそれぞれ連続的に変化させる
４つの共振特性可変手段を構成する如くなっている。な
お、各可変容量コンデンサ２５〜２８の操作に伴う容量
値の変化範囲は全て、この容量値の変化に伴う共振回路
２１の共振周波数の変化範囲が前記所定の周波数に対す
る位相角として検出可能な範囲（ほぼ−６０°〜＋６０
°）と一致する如く設定するものとする。

【００２８】Ｄフリップフロップ２９ａはインバータ２
９ｄを介して前述した起動タイミング信号を受けた時に
セットされ、カウンタ２９ｂのリセットを解除するとと
もにアナログスイッチ２９ｃを動作可能状態にし、イン
バータ２９ｅを介してカウンタ２９ｂの下から３桁目の
計数値が「１」になったことを受けた時にリセットさ
れ、カウンタ２９ｂをリセットするとともにアナログス
イッチ２９ｃを動作不能状態にする。カウンタ２９ｂは
リセットが解除されている期間中、前述したクロックを
計数し、その計数値のうちの下位２桁をアナログスイッ
チ２９ｃに送出する。アナログスイッチ２９ｃは動作可
能状態にある場合、カウンタ２９ｂからの計数値、即ち
「００」、「０１」、「１０」、「１１」に応じて可変
容量コンデンサ２５〜２８のうちの１つをコンデンサ２
１ｂに並列に順次接続する。これら符号２９ａ〜２９ｅ
で示された回路は前記起動タイミング信号が入力された
後のクロックに同期して前記複数の可変容量コンデンサ
２５〜２８と前記共振回路２１とを順次接続する選択接
続手段２９を構成する如くなっている。

【００２９】図４は本発明の位置検出装置のタブレット
の第１の実施例を示すもので、図中、３１−１，３１−
２，３１−３，３１−４はループコイル、３２は選択回
路、３３は発振器、３４は電流ドライバ、３５は送受切
替回路、３６は受信アンプ、３７は同期検波器、３８は
検波器、３９，４０は低域フィルタ（ＬＰＦ）、４１，
４２はサンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ）、４３，４４は
アナログ・ディジタル（Ａ／Ｄ）変換回路、４５は処理
装置（ＣＰＵ）であり、これらはタブレットＢを構成す
る。

【００３０】ループコイル３１−１〜３１−４は位置検
出方向に互いにほぼ平行に並設されており、その各一端
は選択回路３２に接続され、また、その各他端は共通に
接地されている。選択回路３２は処理装置４５より加え
られる選択信号に従って、ループコイル３１−１〜３１
−４より一のループコイルを後述する如く選択する。

【００３１】発振器３３は前述した所定の周波数の正弦
波交流信号を発生し、電流ドライバ３４及び同期検波器
３７に送出する。電流ドライバ３４は前記交流信号を電
流に変換して送受切替回路３５へ送出する。送受切替回
路３５は処理装置４５より加えられる送受切替信号に従
って、前記選択回路３２によって選択された一のループ
コイルを後述する如く電流ドライバ３４及び受信アンプ
３６に交互に切替え接続する。

【００３２】受信アンプ３６は前記選択された一のルー
プコイルに発生し、選択回路３２及び送受切替回路３５
を介して送られてくる誘導電圧を増幅し、これを同期検
波器３７及び検波器３８へ送出する。

【００３３】同期検波器３７は前記選択された一のルー
プコイルに発生した誘導電圧、即ち受信信号を発振器３
３からの交流信号を検波信号として同期検波し、低域フ
ィルタ３９へ送出する。検波器３８は前記一のループコ
イルに発生した誘導電圧、即ち受信信号を検波し、低域
フィルタ４０へ送出する。

【００３４】低域フィルタ３９，４０は前述した共振回
路２１の共振周波数より充分低い遮断周波数を有してお
り、同期検波器３７及び検波器３８の出力信号をそれぞ
れ直流信号に変換し、サンプルホールド回路４１，４２
を介してＡ／Ｄ変換回路４３，４４へ送出する。Ａ／Ｄ
変換回路４３，４４はそれぞれ前記低域フィルタ３９，
４０の出力をアナログ・ディジタル変換して処理装置４
５へ送出する。

【００３５】処理装置４５は、後述する座標検出期間中
に前記各ループコイル３１−１〜３１−４に発生し、前
記Ａ／Ｄ変換回路４４にてディジタル値に変換された各
受信信号のレベル分布に基いて共振回路２１の位置を算
出するとともに、後述する情報識別期間中の所定期間以
上連続して電波を発生したタイミングの直後のタイミン
グと、前記所定期間より十分短い一定の継続時間で且つ
所定の周期をもって間欠的に電波を発生した各タイミン
グの直後のタイミングとにループコイル３１−１〜３１
−４のうちの前記共振回路２１の位置に最も近いループ
コイルに発生し、前記Ａ／Ｄ変換回路４３にてディジタ
ル値に変換された受信信号のレベル差に基いて位相差を
検出し、前記Ａ／Ｄ変換回路４４にてディジタル値に変
換された受信信号のレベル差に基いて内部損失を検出し
（但し、図２の位置指示器において内部損失は変動しな
い。）、これらから前記各タイミングにおける共振回路
２１の共振特性を検出し、予め求めておいた共振特性と
連続量情報との関係を示すテーブルを用いて複数の連続
量情報をそれぞれ再生する。

【００３６】図５は前記第１の実施例における動作波形
を示すもので、以下、これに従って前述した位置検出装
置及び位置指示器の動作について述べる。なお、前記タ
ブレットＢは一方向の位置検出に対応するものである
が、ここではループコイル３１−１〜３１−４と同様な
複数のループコイルをこれと直交する如く配置し、前記
同様な選択回路を設けるとともに他の回路を切替え使用
して交互にその位置検出を行うことにより直交する２方
向（ｘ及びｙ方向）の指示位置を検出するようになした
場合の波形図を示す。

【００３７】本装置における動作は大きく分けて座標検
出期間と情報識別期間とに分かれるが、通常、これらは
交互に繰り返される。

【００３８】座標検出期間においては、処理装置４５
は、選択回路３２の出力が所定の継続時間で且つ一定の
周期をもって電流ドライバ３４及び受信アンプ３６に交
互に接続されるよう送受切替回路３５を制御するととも
に、該電流ドライバ３４の接続時、即ち電波の発生時に
は各ループコイル３１−１〜３１−４のうちの位置指示
器Ａに最も近いループコイルを選択し、受信アンプ３６
の接続時、即ち電波の検出時には各ループコイル３１−
１〜３１−４を順次選択するように選択回路３２を制御
する。

【００３９】また、情報識別期間においては、処理装置
４５は、選択回路３２の出力が前記所定の継続時間より
十分長い所定期間以上連続して電流ドライバ３４に接続
され、その後、該所定期間より十分短い一定の継続時間
で且つ所定の周期をもって電流ドライバ３４及び受信ア
ンプ３６に交互に接続されるよう送受切替回路３５を制
御するとともに、電流ドライバ３４の接続時、即ち電波
の発生時並びに受信アンプ３６の接続時、即ち電波の検
出時とも各ループコイル３１−１〜３１−４のうちの位
置指示器Ａに最も近いループコイルを選択するように選
択回路３２を制御する。

【００４０】座標検出期間中のタブレット側の動作は、
前述した先願１〜３等において周知であるから省略す
る。また、座標検出期間中にタブレットＢの位置指示器
Ａの共振回路２１に最も近いループコイルから所定の継
続時間で且つ一定の周期をもって発生する電波(イ) は位
置指示器Ａの共振回路２１に同様な誘導電圧(ロ) を発生
させ、これらはクロック生成回路２４のダイオード２４
ａ、低域フィルタ２４ｂ(ハ) を介してコンパレータ２４
ｃでクロック(ニ) に整形されカウンタ２９ｂに供給され
るが、この時点では起動タイミング信号がないため、該
カウンタ２９ｂは計数を開始せず、従って、アナログス
イッチ２９ｃも動作せず、共振回路２１の共振特性は変
化しない。

【００４１】情報識別期間となり、タブレットＢの位置
指示器Ａの共振回路２１に最も近いループコイルから前
記所定の継続時間より十分長い所定期間以上連続した電
波(イ) が発生すると、該電波(イ) は位置指示器Ａの共振
回路２１に同様な誘導電圧(ロ) を発生させるが、この誘
導電圧(ロ) は起動タイミング生成回路２３のダイオード
２３ａ、低域フィルタ２３ｂ(ホ) を介してコンパレータ
２３ｃに起動タイミング信号(ヘ) を発生させる。該起動
タイミング信号(ヘ) はインバータ２９ｄを介してＤフリ
ップフロップ２９ａをセットし(ト) 、カウンタ２９ｂに
計数を開始させるとともにアナログスイッチ２９ｃを動
作可能状態にする。

【００４２】その後、タブレットＢの位置指示器Ａの共
振回路２１に最も近いループコイルから前記所定期間よ
り十分短い一定の継続時間で且つ所定の周期をもって発
生する電波(イ) は位置指示器Ａの共振回路２１に同様な
誘導電圧(ロ) を発生させ、これらはクロック生成回路２
４でクロック(ニ) に整形されカウンタ２９ｂに供給さ
れ、該カウンタ２９ｂの出力値(チ) はクロック(ニ) が入
力される毎に歩進する。

【００４３】前記所定期間以上連続した電波に基づく誘
導電圧(ロ) はタブレットＢの位置指示器Ａの共振回路２
１に最も近いループコイルに座標検出期間と同様、受信
信号（誘導電圧）(リ)'を発生させるが、この時点ではＤ
フリップフロップ２９ａがリセット状態であり、アナロ
グスイッチ２９ｃは動作不能状態であるから、共振回路
２１にはいずれの可変容量コンデンサ２５〜２８も接続
されていない。従って、この誘導電圧(リ)'に基づくＡ／
Ｄ変換回路４３，４４の出力値は位相差及び内部損失の
検出における基準値となる。

【００４４】次に、Ｄフリップフロップ２９ａがセット
状態となり、これによってアナログスイッチ２９ｃが動
作可能状態になると、該アナログスイッチ２９ｃは前記
カウンタ２９ｂの出力値(チ) が更新される毎に可変容量
コンデンサ２５〜２８のうちの１つを共振回路２１に順
次接続し、共振回路２１の共振特性を変化させる。

【００４５】前記共振特性の変化はタブレットＢの位置
指示器Ａの共振回路２１に最も近いループコイルに発生
する誘導電圧(リ) の周波数または電圧値に変化をもたら
すが、これらはＡ／Ｄ変換回路４３または４４より、前
記誘導電圧(リ)'に基づく出力値に対してレベル差を有す
る出力値として出力される。処理装置４５は前記一定の
継続時間で且つ所定の周期をもって間欠的に発生する電
波のタイミングに同期して得られるＡ／Ｄ変換回路４
３，４４の出力値と、前記所定期間以上連続して発生す
る電波のタイミングに同期して得られるＡ／Ｄ変換回路
４３，４４の出力値とを比較して位相差及び内部損失を
検出し、可変容量コンデンサ２５〜２８による共振特性
の変化、実際には共振周波数の変化を検出し、予め求め
ておいた共振特性と連続量情報との関係を示すテーブル
を用いて前述した４つの連続量情報、即ち線の太さ情報
及び赤、青、緑の色情報を再生し、指示位置の座標値と
ともに上位装置へ送出する。

【００４６】その後は再度、座標検出期間に入り、前記
同様の座標検出及び情報識別を繰り返す。

【００４７】このように本実施例によれば、位置指示器
Ａでは複数の特定のタイミング毎に複数の連続量情報に
応じて共振回路２１の共振周波数をそれぞれ変化させ、
タブレットＢでは該複数の特定のタイミング毎に発生す
る誘導電圧と送信した電波との位相差から共振回路２１
の共振周波数の変化を求めさせ、これによって複数の連
続量情報を伝達するようになしたため、一の連続量情報
に対応する共振周波数の変化範囲を、所定の周波数に対
する位相角として検出可能な範囲と一致させることがで
き、従って、伝達可能な情報の変化範囲が小さくなるこ
とがなく、また、タブレット側から送信する電波の周波
数を１種類とすることができ、従って、広い周波数領域
が必要になることもない。

【００４８】図６は本発明の位置検出装置のタブレット
の第２の実施例を示すもので、ここでは電波の発生及び
情報識別に関する電波の受信を補助アンテナコイルで行
うようになした例を示す。即ち、図中、５１は補助アン
テナコイルであり、ループコイル３１−１〜３１−４の
周囲を取り巻くように配置されており、その一端は切替
接続回路３５に接続され、また、他端は接地されてい
る。また、５２は受信アンプであり、選択回路３２に直
接、接続されている。

【００４９】また、５３，５４はバンドパスフィルタで
あり、前記所定の周波数、即ち共振回路２１の共振周波
数を中心周波数とするもので、それぞれ受信アンプ３
６，５２を介して前述した誘導電圧中から該共振周波数
付近の成分のみを取り出す。５５は位相比較器であり、
バンドパスフィルタ５３の出力信号、即ち補助アンテナ
コイル５１に発生した誘導電圧のうちの前記共振周波数
成分と発振器３３からの交流信号との位相比較を行い、
位相差信号を低域フィルタ３９に送出する。

【００５０】また、５６は検波器、５７は低域フィルタ
（ＬＰＦ）、５８はサンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ）、
５９はアナログ・ディジタル（Ａ／Ｄ）変換回路であ
り、これらはループコイル３１−１〜３１−４に発生
し、選択回路３２、受信アンプ５２及びバンドパスフィ
ルタ５４を介して出力される受信信号を検波し、直流信
号に変換し、さらにディジタル信号に変換する。

【００５１】また、６０は処理装置（ＣＰＵ）であり、
座標検出期間中に前記各ループコイル３１−１〜３１−
４に発生し、前記Ａ／Ｄ変換回路５９にてディジタル値
に変換された各受信信号のレベル分布に基いて共振回路
２１の位置を算出するとともに、情報識別期間中の所定
期間以上連続して電波を発生したタイミングの直後のタ
イミングと、前記所定期間より十分短い一定の継続時間
で且つ所定の周期をもって間欠的に電波を発生した各タ
イミングの直後のタイミングとに補助アンテナコイル５
１に発生し、前記Ａ／Ｄ変換回路４３にてディジタル値
に変換された位相差信号のレベル差に基いて位相差を検
出し、前記Ａ／Ｄ変換回路４４にてディジタル値に変換
された受信信号のレベル差に基いて内部損失を検出し、
これらから前記各タイミングにおける共振回路２１の共
振特性を検出し、複数の連続量情報をそれぞれ再生す
る。

【００５２】本実施例によれば、電波の発生及び情報識
別に関する電波の受信を補助アンテナコイルで行うた
め、座標検出期間中の電波の発生時や情報識別期間中に
位置指示器Ａの位置に対応してループコイルを選択する
必要がなく、位置指示器Ａの素早い移動に対応し得ると
ともに、処理装置６０の負担を減らすことが可能とな
る。

【００５３】図７は本発明の位置指示器の第２の実施例
を示すもので、ここでは内部損失を変化させることによ
り共振回路の共振特性を変化させるようになした例を示
す。

【００５４】即ち、図中、７１，７２，７３，７４はそ
れぞれ連続量情報に応じて抵抗値が変化する可変抵抗で
あり、複数の特定のタイミングにそのうちの１つがアナ
ログスイッチ２９ｃを介して共振回路２１のコンデンサ
２１ｂに並列に接続し、各連続量情報に応じて前記共振
回路２１の共振特性、ここでは内部損失をそれぞれ連続
的に変化させる４つの共振特性可変手段を構成する如く
なっている。なお、各可変抵抗７１〜７４の操作に伴う
抵抗値の変化範囲は全て、この抵抗値の変化に伴う共振
回路２１の内部損失の変化範囲がタブレットＢ側で検出
可能な範囲と一致する如く設定するものとする。

【００５５】また、７５は各可変抵抗７１〜７４の抵抗
値が０の場合でも共振回路２１が共振しなくならないよ
うにする（共振回路２１が共振しなくなるとカウンタ２
９ｂに対するクロックが得られなくなり、情報を適切に
伝達できなくなる。）ための挿入抵抗である。なお、そ
の他の構成は図２の実施例と同様であり、図示しないが
同様な電源回路２２、起動タイミング生成回路２３、ク
ロック生成回路２４、選択接続手段２９を備えているも
のとする。また、本位置指示器は情報再生処理のプログ
ラムを若干変更するのみで図３または図６の位置検出装
置にそのまま使用できる。

【００５６】本実施例の位置指示器によれば、複数の連
続量情報を共振回路２１の内部損失の変化、即ちタブレ
ットＢ側の受信信号の強度の変化として伝達できる。

【００５７】図８は本発明の位置指示器の第３の実施例
を示すもので、ここでは共振周波数及び内部損失を変化
させることにより共振回路の共振特性を変化させるよう
になした例を示す。

【００５８】即ち、図中、８１，８２はそれぞれ連続量
情報に応じて容量値が変化する可変容量コンデンサ、８
３，８４はそれぞれ連続量情報に応じて抵抗値が変化す
る可変抵抗であり、複数の特定のタイミングにそのうち
の２つ、即ち可変容量コンデンサ８１及び可変抵抗８３
と、可変容量コンデンサ８２及び可変抵抗８４とが同時
にアナログスイッチ２９ｃ’を介して共振回路２１のコ
ンデンサ２１ｂに並列に接続し、各連続量情報に応じて
前記共振回路２１の共振特性、ここでは共振周波数及び
内部損失をそれぞれ連続的に変化させる４つの共振特性
可変手段を構成する如くなっている。

【００５９】なお、各可変容量コンデンサ８１，８２の
操作に伴う容量値の変化範囲は全て、この容量値の変化
に伴う共振回路２１の共振周波数の変化範囲が前記所定
の周波数に対する位相角として検出可能な範囲（ほぼ−
６０°〜＋６０°）と一致する如く設定するものとし、
また、各可変抵抗８３，８４の操作に伴う抵抗値の変化
範囲は全て、この抵抗値の変化に伴う共振回路２１の内
部損失の変化範囲がタブレットＢ側で検出可能な範囲と
一致する如く設定するものとする。

【００６０】また、８５，８６は各可変容量コンデンサ
８１，８２の容量値が０で且つ各可変抵抗８３，８４の
抵抗値が０の場合でも共振回路２１が共振しなくならな
いようにする（共振回路２１が共振しなくなるとカウン
タ２９ｂに対するクロックが得られなくなり、情報を適
切に伝達できなくなる。）ための挿入抵抗である。な
お、その他の構成は図２の実施例と同様であり、図示し
ないが同様な電源回路２２、起動タイミング生成回路２
３、クロック生成回路２４、選択接続手段２９を備えて
いるものとする。また、本位置指示器は情報再生処理の
プログラムを若干変更するのみで図３または図６の位置
検出装置にそのまま使用できる。

【００６１】本実施例の位置指示器によれば、１つの特
定のタイミングに２つの連続量情報を伝達できるため、
情報識別期間をより短くすることが可能となり、その
分、座標検出のサンプリングスピードを向上させること
ができる。

【００６２】なお、実施例の位置指示器では各回路を駆
動するための電源を共振回路から得るようにしたが、電
池等の別の電源を設けても良い。また、実施例では位置
指示器とタブレットとの間で電波を交互に送受して座標
検出を行う方式の装置に適用した例を示したが、電波を
連続的に送受して座標検出を行う方式の装置であっても
情報識別期間に限って電波を断続するようにすれば同様
に適用することが可能である。また、実施例では所定の
タイミング情報を電波の継続時間によって伝達するよう
にしたが、電波を周波数変調して伝達することもでき
る。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、位
置指示器に、共振回路に生起する所定のタイミング情報
を含む誘導電圧より該所定のタイミング情報を抽出する
タイミング抽出手段と、複数の連続量情報に応じて共振
回路の共振特性をそれぞれ連続的に変化させる複数の共
振特性可変手段と、前記所定のタイミング情報に基づく
複数の特定のタイミングに前記複数の共振特性可変手段
を共振回路に順次接続する選択接続手段とを設け、タブ
レットに、電波発生手段から発生する電波が所定のタイ
ミング情報を含む電波となるように制御するタイミング
制御手段と、電波検出手段で前記所定のタイミング情報
に基づく複数の特定のタイミングに検出される電波より
位置指示器の共振回路の共振特性を検出する共振特性検
出手段と、該検出された共振特性より複数の連続量情報
をそれぞれ再生する情報再生手段とを設けたため、一の
連続量情報に対応する共振特性の変化範囲を検出可能な
全範囲と一致させることができ、従って、伝達可能な情
報の変化範囲が小さくなることがなく、また、タブレッ
ト側から送信する電波の周波数を１種類とすることがで
き、従って、広い周波数領域が必要になることもなく、
複数の連続量情報を伝達することができる。

【００６４】また、位置指示器に、誘導電圧が所定期間
以上連続し、その後、該所定期間より十分短い一定の継
続時間で且つ所定の周期をもって間欠的に生起するタイ
ミングを抽出するタイミング抽出手段を設け、タブレッ
トに、電波が座標検出期間中は所定の継続時間で且つ一
定の周期をもって間欠的に発生し、情報識別期間中は前
記所定の継続時間より十分長い所定期間以上連続して発
生し、その後、該所定期間より十分短い一定の継続時間
で且つ所定の周期をもって間欠的に発生するように制御
するタイミング制御手段を設けたものによれば、タブレ
ットから位置指示器へ複数の特定のタイミングを正確に
伝達でき、従って、位置指示器からタブレットへ複数の
連続量情報を確実に伝達することが可能となる。

【００６５】また、連続的に変化させる共振特性として
共振回路の共振周波数を用いたものによれば、筆圧やダ
イヤルリングの回転角度に応じて容量値が変化する可変
容量コンデンサにより共振特性を簡単に変えることがで
きる。

【００６６】また、連続的に変化させる共振特性として
共振回路の内部損失を用いたものによれば、可変抵抗に
より共振特性を簡単に変えることができる。

【００６７】また、連続的に変化させる共振特性として
共振回路の共振周波数及び内部損失を用いたものによれ
ば、１つの特定のタイミングに２つの連続量情報を伝達
できるため、情報識別期間をより短くすることが可能と
なり、その分、座標検出のサンプリングスピードを向上
させることができる。

【００６８】また、共振回路に受信される電波から各部
を駆動する電気的エネルギーを抽出する電源抽出手段を
備えたものによれば、位置指示器から電池をなくすこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の位置検出装置及びその位置指示器の基
本構成を示す図

【図２】本発明の位置指示器の第１の実施例を示す構成
図

【図３】本発明の位置指示器の外観の一例を示す図

【図４】本発明の位置検出装置のタブレットの第１の実
施例を示す構成図

【図５】第１の実施例における動作波形図

【図６】本発明の位置検出装置のタブレットの第２の実
施例を示す構成図

【図７】本発明の位置指示器の第２の実施例を示す構成
図

【図８】本発明の位置指示器の第３の実施例を示す構成
図

【符号の説明】

１，２１…共振回路、２…タイミング抽出手段、３−１
〜３−ｎ…共振特性可変手段、４，２９…選択接続手
段、５…電波発生手段、６…タイミング制御手段、７…
電波検出手段、８…座標検出手段、９…共振特性検出手
段、１０…情報再生手段、２２…電源回路、２３…起動
タイミング生成回路、２４…クロック生成回路、２５〜
２８，８１，８２…可変容量コンデンサ、３１−１〜３
１−４…ループコイル、３２…選択回路、３３…発振
器、３４…電流ドライバ、３５…送受切替回路、３６，
５２…受信アンプ、３７…同期検波器、３８，５６…検
波器、３９，４０，５７…低域フィルタ（ＬＰＦ）、４
１，４２，５８…サンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ）、４
３，４４，５９…アナログ・ディジタル（Ａ／Ｄ）変換
回路、４５，６０…処理装置（ＣＰＵ）、５１…補助ア
ンテナコイル、５３，５４…バンドパスフィルタ、５５
…位相比較器、７１〜７４，８３，８４…可変抵抗、Ａ
…位置指示器、Ｂ…タブレット。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−189716（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−162410（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−134328（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06F 3/03 - 3/037

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 共振回路と、該共振回路に生起する所定
   のタイミング情報を含む誘導電圧より該所定のタイミン
   グ情報を抽出するタイミング抽出手段と、複数の連続量
   情報に応じて前記共振回路の共振特性をそれぞれ連続的
   に変化させる複数の共振特性可変手段と、前記所定のタ
   イミング情報に基づく複数の特定のタイミングに前記複
   数の共振特性可変手段を前記共振回路に順次接続する選
   択接続手段とを備えた位置指示器と、 位置指示器の共振回路を励振する電波を発生する電波発
   生手段と、該電波が所定のタイミング情報を含む電波と
   なるように制御するタイミング制御手段と、位置指示器
   の共振回路から発生する電波を検出する電波検出手段
   と、該検出される電波より位置指示器による指示位置の
   座標値を求める座標検出手段と、前記所定のタイミング
   情報に基づく複数の特定のタイミングに検出される電波
   より位置指示器の共振回路の共振特性を検出する共振特
   性検出手段と、該検出された共振特性より複数の連続量
   情報をそれぞれ再生する情報再生手段とを備えたタブレ
   ットとからなることを特徴とする位置検出装置。
2. 【請求項２】 共振回路と、該共振回路に誘導電圧が所
   定期間以上連続し、その後、該所定期間より十分短い一
   定の継続時間で且つ所定の周期をもって間欠的に生起す
   るタイミングを抽出するタイミング抽出手段と、複数の
   連続量情報に応じて前記共振回路の共振特性をそれぞれ
   連続的に変化させる複数の共振特性可変手段と、前記誘
   導電圧が間欠的に生起するタイミング毎に前記複数の共
   振特性可変手段を前記共振回路に接続する選択接続手段
   とを備えた位置指示器と、 位置指示器の共振回路を励振する電波を発生する電波発
   生手段と、該電波が座標検出期間中は所定の継続時間で
   且つ一定の周期をもって間欠的に発生し、情報識別期間
   中は前記所定の継続時間より十分長い所定期間以上連続
   して発生し、その後、該所定期間より十分短い一定の継
   続時間で且つ所定の周期をもって間欠的に発生するよう
   に制御するタイミング制御手段と、位置指示器の共振回
   路から発生する電波を検出する電波検出手段と、座標検
   出期間中に検出される電波より位置指示器による指示位
   置の座標値を求める座標検出手段と、情報識別期間中の
   電波が間欠的に発生するタイミング毎の直後に検出され
   る電波より位置指示器の共振回路の共振特性を検出する
   共振特性検出手段と、該検出された共振特性より複数の
   連続量情報をそれぞれ再生する情報再生手段とを備えた
   タブレットとからなることを特徴とする位置検出装置。
3. 【請求項３】 共振回路と、該共振回路に誘導電圧が所
   定期間以上連続して生起するタイミングを抽出して起動
   タイミング信号を生成する起動タイミング生成回路と、
   共振回路に誘導電圧が前記所定期間より十分短い一定の
   継続時間で且つ所定の周期をもって間欠的に生起するタ
   イミングを抽出してクロックを生成するクロック生成回
   路と、複数の連続量情報に応じて前記共振回路の共振特
   性をそれぞれ連続的に変化させる複数の共振特性可変手
   段と、前記起動タイミング信号が入力された後のクロッ
   クに同期して前記複数の共振特性可変手段を前記共振回
   路に順次接続する選択接続手段とを備えた位置指示器
   と、 位置検出方向に並設された複数のループコイルと、該複
   数のループコイルより一のループコイルを選択する選択
   手段と、該選択されたループコイルに発生する誘導電圧
   のレベルを検出するレベル検出手段と、前記位置指示器
   の共振回路を励振する電波を発生するための交流信号を
   発生する交流信号発生手段と、前記交流信号と前記選択
   されたループコイルに発生する誘導電圧との位相差を検
   出する位相差検出手段と、前記選択されたループコイル
   に前記交流信号発生手段とレベル検出手段及び位相差検
   出手段とを切替接続する切替接続手段と、座標検出期間
   中は前記選択されたループコイルに前記交流信号発生手
   段とレベル検出手段及び位相差検出手段とが所定の継続
   時間で且つ一定の周期をもって交互に接続され、情報識
   別期間中は前記選択されたループコイルに前記交流信号
   発生手段が前記所定の継続時間より十分長い所定期間以
   上連続して接続され、その後、前記交流信号発生手段と
   レベル検出手段及び位相差検出手段とが該所定期間より
   十分短い一定の継続時間で且つ所定の周期をもって交互
   に接続されるよう前記切替接続手段を制御する切替制御
   手段と、座標検出期間中の前記交流信号発生手段に接続
   されている間は前記複数のループコイルより位置指示器
   に最も近いループコイルが選択され、前記レベル検出手
   段及び位相差検出手段に接続されている間は前記複数の
   ループコイルより一のループコイルが順次選択され、情
   報識別期間中は前記複数のループコイルより位置指示器
   に最も近いループコイルが選択されるよう前記選択手段
   を制御する選択制御手段と、前記レベル検出手段で検出
   された誘導電圧のレベルに基づいて位置指示器の指示位
   置の座標値を求める座標値算出手段と、前記レベル検出
   手段で検出された誘導電圧のレベル及び前記位相差検出
   手段で検出された誘導電圧の位相差から前記位置指示器
   の共振回路の共振特性を検出する共振特性検出手段と、
   該検出された共振特性より複数の連続量情報をそれぞれ
   再生する情報再生手段とを備えたタブレットとからなる
   ことを特徴とする位置検出装置。
4. 【請求項４】 共振回路と、該共振回路に誘導電圧が所
   定期間以上連続して生起するタイミングを抽出して起動
   タイミング信号を生成する起動タイミング生成回路と、
   共振回路に誘導電圧が前記所定期間より十分短い一定の
   継続時間で且つ所定の周期をもって間欠的に生起するタ
   イミングを抽出してクロックを生成するクロック生成回
   路と、複数の連続量情報に応じて前記共振回路の共振特
   性をそれぞれ連続的に変化させる複数の共振特性可変手
   段と、前記起動タイミング信号が入力された後のクロッ
   クに同期して前記複数の共振特性可変手段を前記共振回
   路に順次接続する選択接続手段とを備えた位置指示器
   と、 位置検出方向に並設された複数のループコイルと、該複
   数のループコイルより一のループコイルを選択する選択
   手段と、該選択されたループコイルに発生する誘導電圧
   のレベルを検出する第１のレベル検出手段と、前記複数
   のループコイルの近傍に設けられた補助アンテナコイル
   と、該補助アンテナコイルに発生する誘導電圧のレベル
   を検出する第２のレベル検出手段と、前記位置指示器の
   共振回路を励振する電波を発生するための交流信号を発
   生する交流信号発生手段と、前記交流信号と前記補助ア
   ンテナコイルに発生する誘導電圧との位相差を検出する
   位相差検出手段と、前記補助アンテナコイルに前記交流
   信号発生手段と第２のレベル検出手段及び位相差検出手
   段とを切替接続する切替接続手段と、座標検出期間中は
   前記補助アンテナコイルに前記交流信号発生手段が所定
   の継続時間で且つ一定の周期をもって間欠的に接続さ
   れ、情報識別期間中は前記補助アンテナコイルに前記交
   流信号発生手段が前記所定の継続時間より十分長い所定
   期間以上連続して接続され、その後、前記交流信号発生
   手段と第２のレベル検出手段及び位相差検出手段とが該
   所定期間より十分短い一定の継続時間で且つ所定の周期
   をもって交互に接続されるよう前記切替接続手段を制御
   する切替制御手段と、座標検出期間中の前記交流信号発
   生手段に前記補助アンテナコイルが接続されている間及
   び情報識別期間中はいずれのループコイルも選択され
   ず、座標検出期間中の前記交流信号発生手段に前記補助
   アンテナコイルが接続されていない間は前記複数のルー
   プコイルより一のループコイルが順次選択されるよう前
   記選択手段を制御する選択制御手段と、前記第１のレベ
   ル検出手段で検出された誘導電圧のレベルに基づいて位
   置指示器の指示位置の座標値を求める座標値算出手段
   と、前記第２のレベル検出手段で検出された誘導電圧の
   レベル及び前記位相差検出手段で検出された誘導電圧の
   位相差から前記位置指示器の共振回路の共振特性を検出
   する共振特性検出手段と、該検出された共振特性より複
   数の連続量情報をそれぞれ再生する情報再生手段とを備
   えたタブレットとからなることを特徴とする位置検出装
   置。
5. 【請求項５】 共振回路と、 該共振回路に生起する所定のタイミング情報を含む誘導
   電圧より該所定のタイミング情報を抽出するタイミング
   抽出手段と、 複数の連続量情報に応じて前記共振回路の共振特性をそ
   れぞれ連続的に変化させる複数の共振特性可変手段と、 前記所定のタイミング情報に基づく複数の特定のタイミ
   ングに前記複数の共振特性可変手段を前記共振回路に順
   次接続する選択接続手段とを備えたことを特徴とする位
   置指示器。
6. 【請求項６】 共振回路と、 該共振回路に誘導電圧が所定期間以上連続し、その後、
   該所定期間より十分短い一定の継続時間で且つ所定の周
   期をもって間欠的に生起するタイミングを抽出するタイ
   ミング抽出手段と、 複数の連続量情報に応じて前記共振回路の共振特性をそ
   れぞれ連続的に変化させる複数の共振特性可変手段と、 前記誘導電圧が間欠的に生起するタイミング毎に前記複
   数の共振特性可変手段を前記共振回路に接続する選択接
   続手段とを備えたことを特徴とする位置指示器。
7. 【請求項７】 共振回路と、 該共振回路に誘導電圧が所定期間以上連続して生起する
   タイミングを抽出して起動タイミング信号を生成する起
   動タイミング生成回路と、 共振回路に誘導電圧が前記所定期間より十分短い一定の
   継続時間で且つ所定の周期をもって間欠的に生起するタ
   イミングを抽出してクロックを生成するクロック生成回
   路と、 複数の連続量情報に応じて前記共振回路の共振特性をそ
   れぞれ連続的に変化させる複数の共振特性可変手段と、 前記起動タイミング信号が入力された後のクロックに同
   期して前記複数の共振特性可変手段を前記共振回路に順
   次接続する選択接続手段とを備えたことを特徴とする位
   置指示器。
8. 【請求項８】 連続的に変化させる共振特性として共振
   回路の共振周波数を用いたことを特徴とする請求項５乃
   至７いずれか記載の位置指示器。
9. 【請求項９】 連続的に変化させる共振特性として共振
   回路の内部損失を用いたことを特徴とする請求項５乃至
   ７いずれか記載の位置指示器。
10. 【請求項１０】 連続的に変化させる共振特性として共
    振回路の共振周波数及び内部損失を用いたことを特徴と
    する請求項５乃至７いずれか記載の位置指示器。
11. 【請求項１１】 共振回路に受信される電波から各部を
    駆動する電気的エネルギーを抽出する電源抽出手段を備
    えたことを特徴とする請求項５乃至１０いずれか記載の
    位置指示器。