JP3496974B2 - 位置検出装置及び方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、位置指示器を用いて指
定位置の座標値等を求める位置検出装置及び方法に関
し、特に高精度と低コストが要求される大型の位置検出
装置に適用して好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】位置指示器との電磁作用により生じる受
信信号を解析することにより、その位置指示器の指定し
た位置の座標等を求める位置検出装置が、コンピュータ
関連分野等で広く利用されている。位置検出装置の構造
の一例を挙げると、多数のループコイルを位置検出方向
に並設してなるセンサ部と同調回路を内蔵する位置指示
器とを有するものがある。この位置検出装置では、これ
らのループコイルを適宜選択して交流信号を加えて電磁
波を発生させ、該電磁波により位置指示器に内蔵した同
調回路を励振させる。この際、該同調回路から発振され
る電磁波を前記ループコイルに受信させて誘導電圧を発
生させる。この誘導電圧を受信信号として検出する。さ
らに、選択するループコイルを順次切替えて繰返し、各
ループコイルに発生する誘導電圧、すなわち受信信号の
振幅及び位相角を検出した後、これらのデータに基づい
て演算することにより指定位置の座標値等を求める。

【０００３】受信信号の振幅及び位相角を検出する方法
としては、アナログ位相検波によるもの（特開昭６３−
７０３２６号）、高速ＡＤ変換と離散フーリエ変換によ
るもの（特開平３−１４７０１２号）等が知られてい
る。上記構造のセンサ部についてさらに詳細に述べる。
従来のセンサ部は、略長方形の１本のループコイル（巻
数は任意）を位置検出方向（例えばＸ軸方向）に多数本
並設した構造となっている。２軸（例えばＸ軸とＹ軸）
についての位置検出を行う場合は、この構造をそれぞれ
の軸方向について設ける。このセンサ部の各ループコイ
ルについて、これと信号の送受信を行う１つの送信装置
及び１つの受信装置があり、これらはそれぞれ、１本の
ループコイルの長手方向のいずれかの端に設置される。
従って、１本のループコイルのいずれか一端の送信装置
から信号が送られ、もしこのループコイルの上に受信機
構を有する位置指示器があれば電磁相互作用が生じ、そ
の結果発生した信号がやはりループコイルのいずれか一
端の受信装置にて検出される。

【０００４】別の位置検出装置では、ループコイル側に
送信装置又は受信装置のいずれか一方のみが設置される
場合もある。ループコイル側に送信装置のみが設置され
る場合は、位置指示器側に受信機構が設けられる。送信
装置は、ループコイルの長手方向の一端に設置される。
従って、１本のループコイルの一端の送信装置から信号
が送られ、もしこのループコイルの上に位置指示器があ
れば電磁相互作用が生じ、その結果位置指示器に発生し
た信号が、位置指示器側の受信機構により検出される。
ループコイル側に受信装置のみが設置される場合は、位
置指示器側に送信機構が設けられる。受信装置は、ルー
プコイルの長手方向の一端に設置される。従って、位置
指示器側の送信機構から位置指示器のコイルへ信号が送
られ、その下に位置する１本のループコイルとの電磁相
互作用が生じ、その結果発生した信号が、このループコ
イルの一端の受信装置にて検出される。さらに、特開平
第５−２４１７２２号では、位置指示器が、互いには結
合しない２つの結合手段とそれぞれ電磁的結合をすると
き、増幅器の正帰還ループを形成させることにより自己
発振を生じさせ、この発振を指示器の位置の検出信号と
する装置が開示されている。

【０００５】このような位置検出装置には、例えば、コ
ンピュータの入力装置としてのタブレットやタッチ・デ
ィスプレイがあるが、これらにおけるセンサ部は一般的
に日本工業規格Ｂ列５番（Ｂ５版）から同Ａ列４番（Ａ
４版）程度の大きさ（面積）である。このような一般的
な大きさのセンサ部をもつ位置検出装置の他に、さらに
大面積の、例えば電子黒板等に適用するための位置検出
装置もある。そのような位置検出装置においては、セン
サ部として例えば同Ａ列２番（Ａ２版）から同Ａ列０番
（Ａ０版）の大面積のものが必要とされる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図２２は従来の信号検
出の例であり、Ｐ点において位置指示器との電磁作用に
より誘導された信号ＶCをループコイルの一端Ｏ点にお
いて信号Ｖとして受信する様子を示している。一般的に
上記のような位置検出装置においては、１つのループコ
イルが一方の軸方向に長いループから構成されている。
このようなループコイルは一様な分布定数回路として扱
うことができる。一様な分布定数回路を電圧又は電流が
伝わる場合は、距離とともにその大きさ（レベル）が次
第に減衰し、同時に位相が変わっていく。レベルの減衰
の程度を表すものが減衰定数α、位相の変化の程度を表
すものが位相定数βであり、さらに両者を合わせて扱う
ものが伝搬定数

【０００７】

【数１】

【０００８】である。式（１）において、Ｒ［Ω／
ｍ］、Ｌ［Ｈ／ｍ］、Ｃ［Ｆ／ｍ］及びＧ［Ｓ／ｍ］
は、このループコイルの分布定数であり、ループコイル
の材料により決定される値である。ω＝２πｆ（ｆは周
波数［Ｈｚ］）である。

【０００９】図２２の場合において受信される信号Ｖ
は、分布定数回路の計算により、 Ｖ＝Ａ・ｅｘｐ（−２αｄ）・ｅｘｐ（−２ｊβｄ） （２） と表される。Ａは、送受信における変換定数を含む定数
である。ｅｘｐ（−２αｄ）は減衰量を表す項、ｅｘｐ
（−２ｊβｄ）は位相遅延量を表す項、及びｄはＯＰ間
の距離である。式（２）で表されるように、受信装置に
より受信されるレベル及び位相はループコイル上の信号
受信位置に依存し、受信装置から遠ざかる程、レベルの
減衰及び位相の遅延が大きくなる。図２３はこの様子
を、レベルと位相についてグラフで示したものである。
図２３（ａ）は、図２２と同様に受信を左側から行う配
置におけるグラフである。大面積の位置検出装置におい
ては、ｄが長くなるため特にこの影響が大きくなる。さ
らに各ループコイルの分布定数には僅かにばらつきがあ
るため、遠い位置からの信号ほど図２３にΔＬで示すよ
うにばらつきが大きくなる。図２３（ｂ）は、受信を右
側から行う配置におけるグラフであり、変化の様子が図
２３（ａ）と左右対称となっている。

【００１０】上記のことは、図２２のＯ点から送信しＰ
点の位置指示器と電磁相互作用をする場合における、Ｐ
点での送信された信号のレベルと位相についても同様で
あり、やはり遠い位置ほど減衰と遅延の程度が大きくな
る。上記のように、ループコイル上の異なる位置からの
受信信号及び異なる位置への送信信号のレベルの減衰と
位相の遅延及びばらつきは、受信された信号の誤差とな
る結果、正確な座標等の算出ができなくなる。これらの
誤差は、ループコイルの長さが長くなるほど大きくな
る。通常ループコイルは、基板上に導電性材料によるパ
ターンを蒸着又は印刷等の技術により形成することによ
って得られる。一般的な大きさの位置検出装置の場合、
銅、銀等の金属を用いて印刷によりパターン形成する
が、これらは比較的高インピーダンスであるため上記の
伝搬定数の影響が大きくなり使用できなくなる。そこ
で、大面積の位置検出装置では、インピーダンスの小さ
いアルミニウムを用いて蒸着等によりパターン形成して
いるが、非常にコストが高くなるという問題点がある。

【００１１】本発明の目的は、大面積の位置検出装置に
おけるループコイルの信号レベルの減衰及び不均一並び
に位相の遅延による検出誤差を解消し、位置指示器の座
標等を精度よく求めることである。さらに本発明の目的
は、大面積の位置検出装置における前記信号レベルの減
衰や位相遅延による検出誤差の解消を簡単な構成で実現
することである。さらに本発明の目的は、大面積の位置
検出装置における前記信号レベルの減衰や位相遅延によ
る検出誤差の解消を簡素な処理回路等で実現することで
ある。さらに本発明の目的は、大面積の位置検出装置に
おけるループコイルのループ端の磁気作用の影響を避け
る構成を提供することである。さらに本発明の目的は、
大面積の位置検出装置において安価にループコイルを形
成することである。

【００１２】１）位置指示器を含む位置検出装置におい
て、位置検出面に含まれる第１の軸方向に多数並設され
た電磁結合手段と、前記電磁結合手段の前記第１の軸と
直交する第２の軸方向の両端位置にそれぞれ配置され、
前記電磁結合手段上にて前記位置指示器との間の電磁作
用により発生する信号をそれぞれの位置にて受ける一対
の受信手段と、前記一対の受信された信号を加算する加
算処理手段を含みかつ前記位置指示器の座標等を算出す
る信号処理手段とを有し、前記電磁結合手段の各々が、
２本のループコイルを前記位置検出面の中心線に関して
互いに対称位置に近接して配置した一対のループコイル
であり、各ループコイルが前記一対の受信手段にそれぞ
れ接続される。 ２）上記１）の位置検出装置において、 前記第２の軸方
向の両端位置にそれぞれ設置された選択スイッチの切換
えにより、一方の受信手段に一方のループコイルが接続
された状態と、他方の受信手段に他方のループコイルが
接続された状態との間で切換わる。３） 位置指示器を含む位置検出装置において、位置検出
面に含まれる第１の軸方向に多数並設された電磁結合手
段と、前記電磁結合手段の前記第１の軸と直交する第２
の軸方向の両端位置にそれぞれ配置され、前記電磁結合
手段上にそれぞれの位置から信号を送る一対の送信手段
と、前記送信された一対の信号と前記位置指示器との間
の電磁作用により発生する信号に対して信号処理を行う
ことにより前記位置指示器の座標等を算出する信号処理
手段とを有し、前記電磁結合手段の各々が、２本のルー
プコイルを前記位置検出面の中心線に関して互いに対称
位置に近接して配置された一対のループコイルであり、
各ループコイルが前記一対の送信手段にそれぞれ接続さ
れる。

【００１３】４）上記３）の位置検出装置において、前
記第２の軸方向の両端位置にそれぞれ設置された選択ス
イッチの切換えにより、一方の送信手段に一方のループ
コイルが接続された状態と、他方の送信手段に他方のル
ープコイルが接続された状態との間で切換わる。５） 位置指示器を含む位置検出装置において、位置検出
面に含まれる第１の軸方向に多数並設された電磁結合手
段と、前記電磁結合手段の前記第１の軸と直交する第２
の軸方向の両端位置にそれぞれ配置され、該電磁結合手
段上にそれぞれの位置から信号を送る一対の送信手段
と、前記電磁結合手段の前記第１の軸と直交する第２の
軸方向の両端位置にそれぞれ配置され、該電磁結合手段
上にて前記位置指示器との間の電磁作用により発生する
信号をそれぞれの位置にて受ける一対の受信手段と、前
記両端位置のそれぞれに配置された送信手段と受信手段
のいずれかを選択する選択手段と、前記一対の受信され
た信号を加算する加算処理手段を含みかつ前記位置指示
器の座標等を算出する信号処理手段とを有し、前記電磁
結合手段の各々が、２本のループコイルを前記位置検出
面の中心線に関して互いに対称位置に近接して配置され
た一対のループコイルであり、各ループコイルが前記送
信手段と前記受信手段のいずれかに前記選択手段により
接続される。６）上記５）の位置検出装置において、 前記第２の軸方
向の両端位置にそれぞれ設置された選択スイッチの切換
えにより、一方の送信手段又は受信手段のいずれかが一
方のループコイルへ接続された状態と、他方の送信手段
又は受信手段のいずれかが他方のループコイルへ接続さ
れた状態との間で切換わる。

【００１４】７）位置指示器を含む位置検出装置におい
て、位置検出面に含まれる第１の軸方向に多数並列さ
れ、２本のループコイルを前記位置検出面の中心線に関
して互いに対称位置に近接して配置した第１のループコ
イルの対と、第１の軸と直行する第２の軸方向に多数並
列され、２本のループコイルを前記位置検出面の別の中
心線に関して互いに対称位置に近接して配置した第２の
ループコイルの対と、前記第２のループコイルの対の前
記第１の軸方向の両端位置にそれぞれ配置され、該第２
のループコイルの対をなす各ループコイルへそれぞれ接
続されることにより、各ループコイル上に信号を送る一
対の送信手段と、前記第１のループコイルの対の前記第
２の軸方向の両端位置にそれぞれ配置され、該第１のル
ープコイルの対をなす各ループコイルへそれぞれ接続さ
れることにより、各ループコイル上にて前記位置指示器
との間の電磁作用により発生する信号を受ける一対の受
信手段と、前記一対の受信された信号を加算する加算処
理手段を含みかつ前記位置指示器の座標等を算出する信
号処理手段とを有する。８） 位置指示器を含む位置検出装置において、位置検出
面に含まれる第１の軸方向に多数並設され、２本のルー
プコイルを前記位置検出面の中心線に関して互いに対称
位置に近接して配置した一対のループコイルと、第１の
軸と直交する第２の軸方向に多数並設されたループコイ
ルと、前記一対のループコイルの前記第２の軸方向の両
端位置のそれぞれに配置され、該一対のループコイルの
対をなす各ループコイルへそれぞれ接続されることによ
り、各ループコイル上に信号を送る一対の送信手段と、
前記ループコイルの前記第１の軸方向の一方の端に配置
され、該ループコイルへ接続されることにより、該ルー
プコイル上にて前記位置指示器との間の電磁作用により
発生する信号を受ける受信手段と、前記受信された信号
に対して信号処理を行うことにより前記位置指示器の座
標等を算出する信号処理手段とを有する。９） 位置指示器を含む位置検出装置において、位置検出
面に含まれる第１の軸方向に多数並設され、２本のルー
プコイルを前記位置検出面の中心線に関して互いに対称
位置に近接して配置した一対のループコイルと、第１の
軸と直交する第２の軸方向に多数並設されたループコイ
ルと、前記ループコイルの前記第１の軸方向の一方の端
に配置され、該ループコイル上に信号を送る送信手段
と、前記一対のループコイルの前記第２の軸方向の両端
位置にそれぞれ配置され、該一対のループコイルの対を
なす各ループコイルへそれぞれ接続されることにより、
各ループコイル上にて前記位置指示器との間の電磁作用
により発生する信号をそれぞれの位置にて受ける一対の
受信手段と、前記一対の受信された信号を加算する加算
処理手段を含みかつ前記位置指示器の座標等を算出する
信号処理手段とを有する。

【００１５】１０）位置指示器を含む位置検出装置にお
いて、位置検出面に含まれる第１の軸方向に多数並設さ
れた第１の電磁結合手段と、前記第１の電磁結合手段と
電磁的に結合せずかつ前記第１の軸方向と直交する第２
の軸方向に多数並設された第２の電磁結合手段と、前記
第１の電磁結合手段の一方の端に入力が接続されかつ前
記第２の電磁結合手段の一方の端に出力が接続され、前
記位置指示器と該第１の電磁結合手段と該第２の電磁結
合手段とともに形成される正帰還ループにより発振する
第１の増幅手段と、前記第１の電磁結合手段の他方の端
に入力が接続されかつ前記第２の電磁結合手段の他方の
端に出力が接続され、前記位置指示器と該第１の電磁結
合手段と該第２の電磁結合手段とともに形成される正帰
還ループにより発振する第２の増幅手段と、前記一対の
発振信号を前記第１及び前記第２の増幅器のそれぞれの
入力端より得て加算する加算処理手段を含みかつ前記位
置指示器の座標等を算出する信号処理手段とを有し、前
記第１の電磁結合手段が、２本のループコイルを前記位
置検出面の中心線に関して互いに対称位置に近接して配
置した一対のループコイルからなり、対をなす一方のル
ープコイルに前記第１の増幅手段の前記入力が接続さ
れ、他方のループコイルに前記第２の増幅手段の前記入
力が接続され、前記第２の電磁結合手段が、２本のルー
プコイルを前記位置検出面の別の中心線に関して互いに
対称位置に近接して配置した一対のループコイルからな
り、対をなす一方のループコイルに前記第１の増幅手段
の前記出力が接続され、他方のループコイルに前記第２
の増幅手段の前記出力が接続される。１１） 位置指示器を含む位置検出装置において、位置検
出面に含まれる第１の軸方向に多数並設された第１の電
磁結合手段と、前記第１の電磁結合手段と電磁的に結合
せずかつ前記第１の軸方向と直交する第２の軸方向に多
数並設された第２の電磁結合手段と、前記位置指示器と
前記第１及び第２の電磁結合手段とともに正帰還ループ
を形成することにより発振する増幅器と、前記第１の電
磁結合手段における前記第２の軸方向の両端からの信号
を加算して前記増幅器に入力するための加算手段と、前
記増幅器の出力を前記第２の電磁結合手段における前記
第１の軸方向の両端へ出力するための出力手段と、前記
発振による信号を前記増幅器の入力端より得て処理する
ことにより、前記位置指示器の座標等を算出する信号処
理手段とを有し、前記第１の電磁結合手段が、２本のル
ープコイルを前記位置検出面の中心線に関して互いに対
称位置に近接して配置した一対のループコイルからな
り、対をなす各ループコイルの前記第２の軸方向の異な
る各端が前記加算手段の入力に接続され、前記第２の電
磁結合手段が、２本のループコイルを前記位置検出面の
別の中心線に関して互いに対称位置に近接して配置した
一対のループコイルからなり、対をなす各ループコイル
の前記第１の軸方向の異なる各端が前記増幅器の出力に
接続される。１２) 位置指示器を含む位置検出装置において、位置検
出面に含まれる第１の軸方向に多数並設された第１の電
磁結合手段と、前記第１の電磁結合手段と電磁的に結合
せずかつ前記第１の軸方向と直交する第２の軸方向に多
数並設された第２の電磁結合手段と、前記位置指示器と
前記第１及び第２の電磁結合手段とともに正帰還ループ
を形成することにより発振する増幅器と、前記第１の電
磁結合手段における前記第２の軸方向の両端のいずれか
からの信号を選択して前記増幅器に入力するための第１
の切換え手段と、前記第２の電磁結合手段における前記
第１の軸方向の両端のいずれかを選択して前記増幅器か
ら信号を出力するための第２の切換え手段と、前記第１
の切換え手段により前記第１の電磁結合手段の一方の端
を選択しかつ前記第２の切換え手段により前記第２の電
磁結合手段の一方の端を選択する場合に得られる前記発
振による信号、及び、該第１の切換え手段により該第１
の電磁結合手段の他方の端を選択しかつ該第２の切換え
手段により該第２の電磁結合手段の他方の端を選択する
場合に得られる前記発振による信号を前記増幅器の入力
端から得て加算する処理を含む信号処理を行うことによ
り前記位置指示器の座標等を算出する信号処理手段とを
有し、前記第１の電磁結合手段が、２本のループコイル
を前記位置検出面の中心線に関して互いに対称位置に近
接して配置した一対のループコイルからなり、対をなす
各ループコイルの前記第２の軸方向の異なる各端がそれ
ぞれ前記第１の切換え手段の選択端子に接続され、前記
第２の電磁結合手段が、２本のループコイルを前記位置
検出面の別の中心線に関して互いに対称位置に近接して
配置した一対のループコイルからなり、対をなす各ルー
プコイルの前記第１の軸方向の異なる各端がそれぞれ前
記第２の切り換え手段の選択端子に接続される。１３) 位置指示器を含む位置検出装置において、位置検
出面に含まれる第１の軸方向に多数並設された第１の電
磁結合手段と、前記第１の電磁結合手段と電磁的に結合
せずかつ前記第１の軸方向と直交する第２の軸方向に多
数並設された第２の電磁結合手段と、前記位置指示器と
前記第１及び第２の電磁結合手段とともに正帰還ループ
を形成することにより発振し、かつ出力が該第２の電磁
結合手段における前記第１の軸方向の一方の端に接続さ
れる増幅器と、前記第１の電磁結合手段における前記第
２の軸方向の両端からの信号を加算して前記増幅器に入
力するための加算手段と、前記発振による信号を前記増
幅器の入力端から得て処理することにより、前記位置指
示器の座標等を算出する信号処理手段とを有し、前記第
１の電磁結合手段が、２本のループコイルを前記位置検
出面の中心線に関して互いに対称位置に近接して配置し
た一対のループコイルからなり、対をなす各ループコイ
ルの前記第２の軸方向の異なる各端が前記加算手段の入
力に接続され、前記第２の電磁結合手段が１本のループ
コイルからなる。１４) 位置指示器を含む位置検出装置において、位置検
出面に含まれる第１の軸方向に多数並設された第１の電
磁結合手段と、前記第１の電磁結合手段と電磁的に結合
せずかつ前記第１の軸方向と直交する第２の軸方向に多
数並設された第２の電磁結合手段と、前記位置指示器と
前記第１及び第２の電磁結合手段とともに正帰還ループ
を形成することにより発振し、かつ出力が該第２の電磁
結合手段における前記第１の軸方向の一方の端へ接続さ
れる増幅器と、前記第１の電磁結合手段における前記第
２の軸方向の両端のいずれかからの信号を選択して前記
増幅器に入力するための切換え手段と、前記切換え手段
により前記第１の電磁結合手段の一方の端を選択する場
合に得られる前記発振による信号、及び、該第１の電磁
結合手段の他方の端を選択する場合に得られる前記発振
による信号を前記増幅器の入力端から得て加算する処理
を含む信号処理を行うことにより前記位置指示器の座標
等を算出する信号処理手段とを有し、前記第１の電磁結
合手段が、２本のループコイルを前記位置検出面の中心
線に関して互いに対称位置に近接して配置した一対のル
ープコイルからなり、対をなす各ループコイルの前記第
２の軸方向の異なる各端がそれぞれ前記切換え手段の選
択端子に接続され、前記第２の電磁結合手段が、１本の
ループコイルからなる。

【００１６】１５）位置指示器を含む位置検出装置にお
いて、位置検出面に含まれる第１の軸方向に多数並設さ
れた第１の電磁結合手段と、前記第１の電磁結合手段と
電磁的に結合せずかつ前記第１の軸方向と直交する第２
の軸方向に多数並設された第２の電磁結合手段と、前記
位置指示器と前記第１及び第２の電磁結合手段とともに
正帰還ループを形成することにより発振し、かつ入力が
該第１の電磁結合手段における前記第２の軸方向の一方
の端に接続される増幅器と、前記増幅器の出力を前記第
２の電磁結合手段における前記第１の軸方向の両端の双
方へ出力するための出力手段と、前記発振による信号を
前記増幅器の入力端から得て処理することにより、前記
位置指示器の座標等を算出する信号処理手段とを有し、
前記第１の電磁結合手段が１本のループコイルからな
り、前記第２の電磁結合手段が、２本のループコイルを
前記位置検出面の中心線に関して互いに対称位置に近接
して配置した一対のループコイルからなり、対をなす各
ループコイルの前記第１の軸方向の異なる各端が前記増
幅器の出力に接続される。１６） 位置指示器を含む位置検出装置において、位置検
出面に含まれる第１の軸方向に多数並設された第１の電
磁結合手段と、前記第１の電磁結合手段と電磁的に結合
せずかつ前記第１の軸方向と直交する第２の軸方向に多
数並設された第２の電磁結合手段と、前記位置指示器と
前記第１及び第２の電磁結合手段とともに正帰還ループ
を形成することにより発振し、かつ入力が該第１の電磁
結合手段における前記第２の軸方向の一方の端に接続さ
れる増幅器と、前記第２の電磁結合手段における前記第
１の軸方向の両端のいずれかを選択して前記増幅器から
信号を出力するための切換え手段と、前記切換え手段に
より前記第２の電磁結合手段の一方の端を選択する場合
に得られる前記発振による信号、及び、該第２の電磁結
合手段の他方の端を選択する場合に得られる前記発振に
よる信号を前記増幅器の入力端から得て加算する処理を
含む信号処理を行うことにより前記位置指示器の座標等
を算出する信号処理手段とを有し、前記第１の電磁結合
手段が１本のループコイルからなり、前記第２の電磁結
合手段が、２本のループコイルを前記位置検出面の中心
線に関して互いに対称位置に近接して配置した一対のル
ープコイルからなり、対をなす各ループコイルの前記第
１の軸方向の異なる各端がそれぞれ前記切り換え手段の
選択端子に接続される。１７）上記１）、５）、７）、９）、１１）又は１３）
の位置検出装置において、 前記受信手段を両端位置に配
置した前記電磁結合手段が、互いに逆向きの巻き方向を
有する近接して配置された一対のループコイル又は切換
えにより互いに逆向きの巻き方向に入れ替る１本のルー
プコイルであって、前記受信された一対の信号が互いに
反転関係にあり、前記加算処理手段が該一対の信号を２
つの入力として入力する差動増幅器である。１８）上記２）、３）又は６）の位置検出装置におい
て、 前記一方の送信手段と前記他方の送信手段とが、前
記電磁結合手段の両端位置のそれぞれへの伝送ラインを
有する共通の送信装置であり、又は、前記一方の受信手
段と前記他方の受信手段とが前記電磁結合手段の両端位
置のそれぞれからの伝送ラインを有する共通の受信装置
である。１９） 位置指示器と位置検出方向に多数並設された電磁
結合手段との電磁作用により発生する信号を検出し、信
号処理を行うことにより、該位置指示器の座標等を算出
する位置検出装置において、前記電磁結合手段の１つ
が、信号の送信又は受信のための接続端と折返し端とを
それぞれが有する互いに近接して配置された一対のルー
プコイル又は切換えにより該接続端と該折返し端が入れ
替る２つの切換え状態をもつ１本のループコイルからな
り、前記一対のループコイルの双方又は前記２つの切換
え状態の双方を用いた送信又は受信による位置指示器の
位置検出結果により、又は該一対のループコイル又は該
１本のループコイルと直行する方向のループコイルを選
択的に用いて送信又は受信する場合における該選択され
た直交するループコイルの位置により、前記位置指示器
の概略的位置を判別する判別手段と、前記位置指示器
が、一方のループコイル又は一方の切換え状態の少なく
とも折返し部分を含む領域上にある場合に、他方のルー
プコイル又は他方の切換え状態により前記発生する信号
を受ける受信手段又は該信号を発生するために送信する
送信手段とを有する。２０）上記１９）の位置検出装置において、 前記少なく
とも折返し部分を含む頷域が、前記電磁結合手段の中央
から該折返し部分までの領域である。

【００１７】２１）位置指示器を用いる位置検出方法に
おいて、位置検出面に含まれる第１の軸方向に電磁結合
手段を多数並設し、前記電磁結合手段の各々が、２本の
ループコイルを前記位置検出面の中心線に関して互いに
対称位置に近接して配置した一対のループコイルであ
り、前記第１の軸と直交する第２の軸方向の両端位置の
それぞれにて、各ループコイルから前記位置指示器との
間の電磁作用により発生する信号を同時又は交互に受信
し、前記一対の受信された信号の加算処理を含む信号処
理を行うことにより、前記位置指示器の座標等を算出す
る。２２） 位置指示器を用いる位置検出方法において、位置
検出面に含まれる第１の軸方向に電磁結合手段を多数並
設し、前記電磁結合手段の各々が、２本のループコイル
を前記位置検出面の中心線に関して互いに対称位置に近
接して配置した一対のループコイルであり、前記第１の
軸と直交する第２の軸方向の両端位置のそれぞれにて、
各ループコイル上に同時又は交互に送信し、前記送信さ
れた一対の信号と前記位置指示器との電磁作用により発
生する信号に対して信号処理を行うことにより、前記位
置指示器の座標等を算出する。２３） 位置指示器を用いる位置検出方法において、位置
検出面に含まれる第１の軸方向に電磁結合手段を多数並
設し、前記電磁結合手段の各々が、２本のループコイル
を前記位置検出面の中心線に関して互いに対称位置に近
接して配置した一対のループコイルであり、前記電磁結
合手段上で前記位置指示器との間の電磁作用により発生
する信号を受信すべく、前記第１の軸と直交する第２の
軸方向の両端位置の双方から各ループコイル上へ同時に
送信しかつ同時に受信し、又は該両端位置の一端にて一
方のループコイルに送受信した後他端にて他方のループ
コイルに送受信し、前記一対の受信された信号に対して
加算処理を含む信号処理を行うことにより前記位置指示
器の座標等を算出する。

【００１８】２４）位置指示器を用いる位置検出方法に
おいて、位置検出面に含まれる第１の軸方向に第１の電
磁結合手段を多数並設し、第１の軸と直交する第２の軸
方向に第２の電磁結合手段を多数並設し、前記電磁結合
手段の各々が、２本のループコイルを前記位置検出面の
中心線に関して互いに対称位置に近接して配置した一対
のループコイルであり、前記第２の電磁結合手段の前記
第１の軸方向の両端位置の双方から各ループコイルへ同
時に送信し、かつ前記位置指示器との電磁作用により発
生する信号を前記第１の電磁結合手段の前記第２の軸方
向の両端位置の双方にて各ループコイルから同時に受信
し、前記一対の受信された信号の加算処理を含む信号処
理を行うことにより前記位置指示器の座標等を算出す
る。２５） 位置指示器を用いる位置検出方法において、位置
検出面に含まれる第１の軸方向に第１の電磁結合手段を
多数並設し、前記第１の軸に直交する第２の軸方向に第
２の電磁結合手段を多数並設し、前記電磁結合手段の各
々が、２本のループコイルを前記位置検出面の中心線に
関して互いに対称位置に近接して配置した一対のループ
コイルであり、前記第２の電磁結合手段の前記第１の軸
方向の両端位置の一端から一方のループコイルへ送信
し、かつ前記位置指示器との電磁作用により発生する信
号を前記第１の電磁結合手段の前記第２の軸方向の両端
位置の双方にて各ループコイルから同時に受信し、前記
一対の受信された信号の加算処理を含む信号処理を行う
ことにより前記位置指示器の座標等を算出する。２６） 位置指示器を用いる位置検出方法において、位置
検出面に含まれる第１の軸方向に第１の電磁結合手段を
多数並設し、前記第１の電磁結合手段と電磁的に結合せ
ずかつ前記第１の軸方向と直交する第２の軸方向に第２
の電磁結合手段を多数並設し、前記電磁結合手段の各々
が、２本のループコイルを前記位置検出面の中心線に関
して互いに対称位置に近接して配置した一対のループコ
イルであり、第１の増幅器の入力を前記第１の電磁結合
手段の一方のループコイルへ接続しかつ出力を前記第２
の電磁結合手段の一方のループコイルへ接続し、前記位
置指示器と該第１及び第２の電磁結合手段とともに正帰
還ループを形成することにより該第１の増幅器を発振さ
せ、第２の増幅器の入力を前記第１の電磁結合手段の他
方のループコイルへ接続しかつ出力を前記第２の電磁結
合手段の他方のループ コイルへ接続し、前記位置指示器
と該第１及び第２の電磁結合手段とともに正帰還ループ
を形成することにより該第２の増幅器を発振させ、前記
一対の発振信号を前記増幅器の入力端から得て加算する
処理を含む信号処理を行うことにより前記位置指示器の
座標等を算出する。２７） 位置指示器を用いる位置検出方法において、位置
検出面に含まれる第１の軸方向に第１の電磁結合手段を
多数並設し、前記第１の電磁結合手段と電磁的に結合せ
ずかつ前記第１の軸方向と直交する第２の軸方向に第２
の電磁結合手段を多数並設し、前記電磁結合手段の各々
が、２本のループコイルを前記位置検出面の中心線に関
して互いに対称位置に近接して配置した一対のループコ
イルであり、前記第１の電磁結合手段の各ループコイル
の異なる端からの信号を加算して入力しかつ前記第２の
電磁結合手段の各ループコイルの異なる端へ出力する増
幅器を、前記位置指示器と前記第１及び第２の電磁結合
手段とともに正帰還ループを形成することにより発振さ
せ、前記発振による信号を前記増幅器の入力端から得て
信号処理することにより、前記位置指示器の座標等を算
出する。２８） 位置指示器と位置検出方向に多数並設された電磁
結合手段との電磁作用により発生する信号を検出し、信
号処理を行うことにより、該位置指示器の座標等を算出
する位置検出方法において、前記電磁結合手段の１つと
して、信号の送信又は受信のための接続端と折返し端と
をそれぞれが有する互いに近接して配置された一対のル
ープコイル又は切換えにより該接続端と該折返し端が入
れ替る２つの切換え状態をもつ１本のループコイルを設
置し、前記位置指示器が、一方のループコイル又は一方
の切換え状態の少なくとも前記折返し端を含む領域上に
ある場合に、他方のループコイル又は他方の切換え状態
により前記発生する信号を受信し、又は該信号を発生す
るために送信する。２９）上記２８）の位置検出方法において、 前記少なく
とも折返し端を含む領域が、前記電磁結合手段の中央か
ら該折返し端までの領域である。

【００１９】

【作用】前記１）のように、位置検出面において位置検
出方向である第１の軸方向に電磁結合手段を多数並設
し、該多数の電磁結合手段のそれぞれが第１の軸方向と
直交する第２の軸方向の両端位置に一対の受信装置を配
置した構成において、位置指示器と電磁結合手段との電
磁作用により該電磁結合手段上に発生した信号を該両端
位置において受信する。これらの受信信号により第１の
軸方向の座標等が算出される。しかしながら、このよう
にして得られた一対の受信信号には、電磁結合手段の伝
搬定数によるレベル低下と位相のずれによる誤差が含ま
れる。それぞれの受信信号に含まれる誤差の第２の軸方
向についての特性は、電磁結合手段の中央に関して互い
に対称的な特性となるため、これら一対の受信信号を加
算することにより電磁結合手段上の位置に依らずレベル
及び位相における誤差がほぼ相殺される。

【００２０】前記３）にあるように電磁結合手段の両端
位置から送信する場合にも、これら一対の送信信号のそ
れぞれに含まれる伝搬定数によるレベルと位相の誤差の
特性が、電磁結合手段の中央に関して互いに対称的とな
る。従って、両端から同時に送信する場合は電磁結合手
段上のいずれの位置においても双方の送信信号が重ね合
されることにより、レベル及び位相の誤差がほぼ相殺さ
れた上で位置指示器と電磁作用することになる。交互に
送信する場合は、受信された後に一対の受信信号を加算
することによりレベル及び位相の誤差がほぼ相殺され
る。この場合も第１の軸方向の座標等が算出される。

【００２１】上記１）における受信信号及び上記３）に
おける送信信号についての加算処理又は加算効果は、電
磁結合手段の両端位置において送信と受信の双方を行う
上記５）の場合にもその送信信号及び受信信号に対して
同様の作用がある。５）の場合、第１の軸方向の座標等
が算出される。また、上記７）乃至９）のように、一方
の軸方向から送信しかつ他方の軸方向にて受信する交差
型の位置検出を行うの場合においても、７）における送
信信号及び受信信号、８）における受信信号並びに９）
における送信信号に対して同様の作用がある。

【００２２】また、上記１０）乃至１６）のように、２
うｔの電磁結合手段と位置指示器と増幅器との正帰還ル
ープすなわち発振機構の形成による発振信号を検出信号
として位置検出を行う場合においても、該発振信号を電
磁結合手段の両端位置から得て、適宜加算等の処理を行
うことにより、伝搬定数によるレベル及び位相の誤差を
相殺することができる。上記構成の中で、送信、受信、
送信かつ受信、又は発振を電磁結合手段の両端位置のそ
れぞれについて同時に行う場合は、位置検出を高速で行
うことができる。また上記構成の中で、送信、受信、送
信かつ受信、又は発振を電磁結合手段の両端位置のそれ
ぞれについて交互にすなわち順次行う場合は、電磁結合
手段の構成を簡素にすることができる。上記１７）のよ
うに、電磁結合手段の両端位置におけるそれぞれの受信
信号が、同相ノイズを含む互いに反転した信号となるよ
うに受信した後、それぞれの信号を差動増幅器の２っの
入力端子に入力することにより、互いに反転した信号の
差すなわち絶対値の加算された信号を出力として得られ
るとともに同相ノイズを除去することができる。上記１
８）のように、両端位置における送信、受信、若しくは
発振を交互に行う場合、又は、各ループコイルを使い分
ける場合に、送信装置、受信装置、又は発振機構におけ
る増幅器を両端位置の双方に配置せず、１つのみ設けて
それぞれの位置に対する切換えにより実現することで、
これらの回路構成を簡素にすることができる。上記１
９）及び２０）のように、電磁結合手段が、一対のルー
プコイル又は切換えにより異なる２つの接続状態を形成
するループコイルであって、ループ端すなわち折返し部
分を有する場合に、いずれか一方のループコイルの折返
し部分の近傍に位置指示器があるときは、他方のループ
コイル上の信号を用いるように、ループコイル又はルー
プコイルの接続状態を使い分けることにより、該折返し
部分の磁気作用の影響による信号の誤差を避けることが
できる。

【００２３】

【実施例】図１は、本発明を実施した位置検出装置の一
例の全体構成図である。図中、１０はセンサ部、２０及
び２１はセンサ部の両側に配置された複数のサイドボー
ドであり、それぞれループコイル選択部２２、２３及び
送受信部２４、２５を設置している。３０は位置指示
器、４０は加算機構、５０は信号検出部、６０は信号発
生部、７０は制御部、８０は処理部、９０はインターフ
ェース部、１００は、コンピュータである。センサ部１
０は、例えば、互いに近接して配置された一対のループ
コイル１２を、図１の矢印で示す位置検出方向に多数組
並設して形成される。図２は、一対のループコイル１２
の周辺の概要を示したものである。ループコイル対１２
を構成する各ループコイル１４、１６はセンサ部１０の
中心線に関して互いに対称位置に配置されている。図で
は説明を容易にするためにループコイル１４と１６を離
して描いてあるが、実際には、実質的に重ねられている
ものとみなせる程度に近接している。以降、全てのルー
プコイル対について同様とする。スイッチＳ１、Ｓ２
は、それぞれループコイル１４、１６を選択するための
コイル選択部２２、２３におけるスイッチである。スイ
ッチＳ３、Ｓ４は、それぞれ送信装置又は受信装置を選
択するための送受信部２４、２５におけるスイッチであ
る。対を構成する一方のループコイル１４は、スイッチ
Ｓ１を介して送受信部２４の送信装置２０１又は受信装
置２０３へスイッチＳ３により選択的に接続される。他
方のループコイル１６は、スイッチＳ２を介して送受信
部２５の送信装置２０２又は受信装置２０４へスイッチ
Ｓ４により選択的に接続される。

【００２４】センサ部１０は、例えばフレキシブル基板
上に導電性材料をパターン蒸着又はスクリーン印刷して
形成される。このような多数のループコイル対をＸ軸方
向とＹ軸方向に互いに直交させて設けることにより２つ
の軸方向の指定位置の座標値を検出する。送信装置２０
１、２０２は信号発生部から送られる送信信号をループ
コイルへ伝送し、受信装置２０３、２０４はループコイ
ルからの受信信号を信号検出部５０へ伝送する。ループ
コイル切換部２２、２３の選択動作並びに信号発生部６
０及び信号検出部５０との間の送受信信号の伝送は、処
理部８０からの指令に基づいて制御部７０がそのタイミ
ングを制御する。位置指示器３０はいわゆるカーソル又
は入力ペンであり、筺体の内部にコイル、コンデンサ及
びスイッチ等から構成される同調回路が一体的に組み込
まれている。コイルとコンデンサは所定の共振周波数を
もつ共振回路を構成している。カーソルでは、スイッチ
を押すと該共振回路のコンデンサ容量を変化させる構造
になっており、また、入力ペンでは、スイッチは位置指
示器３０をセンサ部１０に押しつけたとき該共振回路の
コンデンサ容量を変化させる構造となっており、該共振
周波数を低くする作用をする。信号発生部６０は、例え
ば、交流信号データを記憶したランダムアクセスメモリ
（ＲＡＭ）、デジタル・アナログ（ＤＡ）変換器及び低
域フィルタ（ＬＰＦ）を利用して任意の周波数と位相を
もつ交流信号を発生し、出力する。信号検出部５０は、
受信信号を処理して目的の周波数成分の実数部及び虚数
部の値を得た後、この値に基づいて該周波数成分の振幅
及び位相角を算出する。受信信号の処理方法としては、
アナログ位相検波（特公平第２−５３８０５号）あるい
はデジタルフーリエ変換（特公平第３−１４７０１２
号）等の方法がある。信号検出部５０に含まれる加算機
構４０は、ループコイル１４、１６からの各受信信号に
対して加算処理を行うためのものである。この機構は、
ループコイルの長さに起因する各受信信号中のレベル及
び位相誤差を相殺する。加算機構４０の動作及び具体的
構成については後に詳述する。

【００２５】制御部７０は、処理部８０からの指令に基
づいて動作し、予め設定されたシーケンスに従って各部
のタイミングを制御する。インターフェース部９０は、
ホストコンピュータ１００との間でデータをやりとりす
るためのもので、ホストコンピュータ１００のバスライ
ンに直結した少なくとも２つのＦＩＦＯ構造のレジスタ
からなっている。ホストコンピュータ１００はこのレジ
スタにアクセスすることによりデータを読出す。処理部
８０は、指定位置の座標等の計算を行うとともに、ホス
トコンピュータとのデータ伝送及び各部の総合的な制御
を行う。処理部８０において、信号検出部５０から送ら
れた振幅及び位相角情報に基づいて位置指示器３０の座
標が算出され、また位置指示器３０のスイッチ状態が判
断される。次に、本装置全体の動作の流れを簡単に述べ
る。先ず、処理部８０が、信号発生部６０に対して所定
の周波数ｆ0、例えば５００ｋＨｚの正弦波を３２μＳ
ｅｃ送出する指令を送り、制御部７０に対してループコ
イル対を選択するための切換えデータを送った後、制御
部７０がループコイル切換部２２、２３における切換え
と送受信部２４、２５における信号（電磁波）の送受信
を実行させる。次に、信号検出部５０において加算処理
を含む受信信号の処理が行われ、受信信号中の５００ｋ
Ｈｚの成分の振幅と位相角のデータが処理部８０に送ら
れる。以上の動作を選択するループコイル対を順次切換
えて繰返し、振幅データのパターンを得る。処理部８０
はそのパターンから位置指示器３０が位置するループコ
イル対を判別した後、その位置の座標を算出してその結
果を位相情報とともにインターフェース部９０へ転送す
る。

【００２６】次に、図１の信号検出部５０における加算
機構４０の機能を説明する。簡単にするため、図３に示
すような両端に受信装置のみを配置した別の実施例を用
いる。図３は、例えば送信手段が位置指示器にある場合
の構成であるが、受信信号の加算処理を含む信号処理に
ついては図２と同様に考えることができる。図５は、図
３のループコイル配置における各ループコイル１４、１
６からの受信信号の加算処理を説明するグラフである。
図５の横軸は、ループコイル対の一端から位置指示器の
存在する位置までの距離であり、縦軸は電磁作用により
発生した信号のレベル（任意の単位）と位相を示してい
る。このグラフは、ループコイル１４と１６のそれぞれ
について式（２）により得られた受信信号を加算したも
のである。前述の図２３においては、距離が遠くなる
程、受信信号のレベルが低下し位相がずれていくのに対
し、図５では、この加算を行うことにより距離に依らず
ほぼ一定のレベルと位相が得られることがわかる。図５
に示す曲線は、いずれも両端がわずかに上昇する、ルー
プコイル対の中央に対して対称な曲線である。本発明の
全ての実施例において、信号発生部６０と送信装置又は
受信装置との間のライン間の伝搬定数は予めキャリブレ
ーションを行うことにより補正されているため無視でき
るものとする。

【００２７】図４は、両端に送信装置のみを配置した別
の実施例を示す。図４は、例えば受信装置が位置指示器
に設けられている場合の構成である。両方の送信装置か
らそれぞれのループコイルに同時に送信した場合、ルー
プコイル対上の各位置における信号レベルと位相は双方
からの信号が加算されるため図５と同様に表される。従
って、位置指示器はループコイル対上の位置に依らずほ
ぼ一定の送信信号と電磁作用することになる。図２の実
施例は、図３と図４の実施例を組合わせた構成となって
おり、加算された受信信号は定性的に図５と同じ特性を
有する。図６は、加算機構を用いずに一定の受信信号を
得る構成の実施例である。この例では、一方のループコ
イル１４の一端の送信装置から送信し、位置指示器との
電磁作用による信号を他方のループコイル１６の反対側
の一端の受信装置において受信する。この場合の、ルー
プコイル対上の各位置からの受信信号のレベルと位相は
図７のように表される。この場合は、距離に依らず完全
に一定のレベルと位相が得られる。

【００２８】表１は、図２２(1.と2.)、図２(2.と3.)、
図３及び図４(3.と4.)、並びに図６(5.と6.)の実施例に
ついてそれぞれパターン材料として金属材料（銀、銅
等）とＡｌを用いた場合の信号レベル及び位相を比較し
た表である。比較のために、加算を行う3.、4.、5.及び
6.のレベルのデータについては１／２の値とし、従来例
（1.と2.）の距離０ｍでの値を１として相対値により示
している。（ ）内は位相であり、やはり従来例（1.と
2.）の距離０ｍでの値を０度として相対的なずれを示し
ている。従来例（1.と2.）では、距離の増加とともにレ
ベル、位相ともに単調に変化しており、特に距離２ｍに
おける金属パターン（1.）のレベル低下と位相遅延が顕
著である。本発明による実施例（3.乃至8.）では、レベ
ル、位相ともに距離に依らず一定の又はほぼ一定の値が
得られている。特に本発明の実施例では、金属パターン
であっても距離に依らないほぼ一定のレベルと位相が得
られることを注記する（3.、5.、7.）。これにより、大
型の位置検出装置においてコストの低い金属パターンの
利用が可能になる。

【００２９】 表１：実施例における距離とレベル及び位相の関係 （ ）内は位相（度） 距離（ｍ） ０ １ ２ 1．従来例：金属 1(0) 0.92(-5.2) 0.84(-10.4) 2．従来例：Ａｌ 1(0) 0.98(-2.1) 0.96(-4.1) 3．両端送受信：金属 0.92+ΔV1(-5.0) 0.92(-5.2） 0.92+ΔV1(-5.0) 4．両端送受信：Ａｌ 0.98+ΔV1(-2.08) 0.98(-2.1) 0.98+ΔV1(-2.08) 5．送信又は受信：金属 0.96+ΔV2(-2.5) 0.96(-2.6) 0.96+ΔV2(-2.5) 6．送信又は受信：Ａｌ 0.99+ΔV2(-0.09) 0.99(-1.0) 0.99+ΔV2(-0.09) 7．送信と受信：金属 0.92(-5.2) 0.92(-5.2) 0.92(-5.2) 8．送信と受信：Ａｌ 0.98(-5.2) 0.98(-5.2) 0.98(-5.2) （ΔV1＝-2×10-4、ΔV2＝-1×10-4）

【００３０】上記の実施例において、図２及び図４の例
では、送信信号を同時に送信することも、交互にそれぞ
れのループコイルに順次送信することも可能である。交
互に送信する場合についても、それぞれの送信信号に対
応する一対の受信信号を加算機構により加算処理すれば
同時送受信の場合と全く同じ結果が得られる。図３の場
合は、位置指示器側の送信手段から２回送信し、それぞ
れのループコイルが交互に受信し、これら一対の受信信
号に対して加算処理することもできる。交互送信又は受
信の場合は、回路とループコイルのいずれか又は両方を
簡素にできる。上記の実施例において加算処理する場合
は、レベルのばらつきもある程度相殺することが可能で
ある。レベルのばらつきは、送受信器に近い位置では少
なく遠い位置ほど大きくなるため、加算によって近い位
置におけるばらつきと遠い位置におけるばらつきとが足
し合わされる結果、ばらつきが距離に依らず平均化され
るからである。

【００３１】次に、図８にループコイルの配置の別の実
施例を示す。これらは全て交互送信又は受信の場合に用
い、ループコイルを簡素にしたタイプである。図８の
ａ）及びａ’）は、図２に対応する交互送受信タイプで
ある。ａ）は、先ずこの状態でスイッチＳ１を切換えて
左側において送信受信を順次行い、次にスイッチＳ１、
Ｓ２により左側のループを閉じかつスイッチＳ３を接地
側に切換え、スイッチＳ４を切換えて右側において送信
受信を順次行う。ａ’）は、ａ）の並設されたループコ
イルにおいて、ループコイルのリターン線を共通にした
構成例である。このａ’）の構成例では、一方の送受信
信号は、他方の送受信信号に対し反転信号で取扱う。
ｂ）及びｂ’）は、図３に対応する交互受信タイプであ
る。ｂ）は、先ずこの状態で左側において受信をし、次
にスイッチＳ１乃至Ｓ４を切換えてから右側において受
信する。また、ｂ’）はｂ）の並設されたループコイル
において、ループコイルのリターン線を共通にした構成
例である。この構成例では、一方の受信信号は、他方の
受信信号に対し反転信号で取扱う。ｃ）及びｃ’）は、
図４に対応する交互送信タイプである。ｃ）は、先ずこ
の状態で左側において送信をし、次にスイッチＳ１乃至
Ｓ４を切換えてから右側において送信する。また、
ｃ’）は、ｃ）の並設されたループコイルにおいて、ル
ープコイルのリターン線を共通にした構成例である。こ
の構成例では、一方の受信信号は、他方の受信信号に対
し反転信号で取扱う。以上においては左右いずれを先に
動作させてもよい。ｄ）は図６に対応する一方送信他方
受信の交互タイプである。図８に示した交互送信又は受
信のタイプは、ループコイル１本で構成できるためパタ
ーン構成が簡単になる。また、図８の構成においてはル
ープコイルのパターンの太さなどのむらがあって、伝搬
定数にむらが生じても送受信することにより完全に誤差
を相殺することができる。この様子を図９に示す。図９
では、ループコイルのパターンのむらを幅の太い部分Ｒ
１と細い部分Ｒ２により極端に表現している。送信側か
ら見れば、幅の太い部分Ｒ１ではインピーダンスが小さ
いためレベル勾配が緩やかで、幅の細い部分Ｒ２ではイ
ンピーダンスが大きいためレベル勾配が急である。一
方、受信側から見ても、幅の細い部分Ｒ２ではレベル勾
配が急で、幅の太い部分Ｒ１ではレベル勾配が緩やかで
ある。従って、送信レベルと受信レベルの加算により太
さのむら、すなわち伝搬定数のむらに依らず一定のレベ
ルが得られる。本発明における信号誤差の相殺、軽減方
法は、それぞれ別の周波数に対して相互作用する複数の
位置指示器を備える位置検出装置においても同様に利用
することができる。

【００３２】また本発明は、図２の実施例のようにセン
サ部のループコイルから送信信号を発し同調回路を備え
た位置指示器との相互作用によりセンサ部のループコイ
ルが受信信号を受取る位置検出装置においてのみ利用可
能なものではなく、図３及び図４の実施例で示したよう
に、位置指示器から送信しセンサ部にて受信する態様に
おいても、またセンサ部から送信し位置指示器にて受信
する態様においても同様に適用できる。すなわち、本発
明はループコイルと少なくともコイルを有する位置指示
器との間の電磁作用に起因してループコイル又は位置指
示器のコイル上に発生する信号に基づいて位置指示器の
座標等を求める装置であれば、どのような装置であって
も適用可能である。以下にさらに別のループコイル配置
の実施例を挙げる。図１０は、例えばＸ軸方向から送信
し、Ｙ軸方向から受信する交差タイプの位置検出装置に
おける実施例を示している。図１０ａ）は、位置指示器
のＸ座標を求めるための構成であり、Ｙ軸方向からの受
信に対して本発明を適用している。送信装置Ａ１による
Ｘ軸方向からの送信信号は図１０ａ’）のグラフに示す
ようにループコイル１００上において距離によりレベル
が低下するが、グラフに１乃至３で示すように、ループ
コイル対４０２の近隣の数本のループコイル対からの受
信信号を座標算出に用いるため、これらの間の送信信号
のレベル差は僅かであり、Ｘ座標の算出には問題がな
い。従ってＹ軸方向の受信信号についてのみ両端からの
信号を受信装置Ａ２及びＡ３で受けて加算すればよい。
図１０ｂ）は、同じくＸ座標を求める構成であるが、Ｙ
軸方向からの送信に対して本発明を適用している。この
場合、送信信号は重ね合わせにより誤差が相殺される。
Ｘ軸方向での受信信号は図１０ａ’）と同様の特性とな
るが、座標算出には近隣の数本のループコイルへの送信
信号により発生した信号を用いるため、これらの受信信
号間のレベル差は僅かであり、Ｘ座標の算出には問題が
ない。図１０ｃ）は、両軸に対して本発明を適用した例
であり、２本のループコイルをそれぞれ用いた同時送信
受信タイプである。この場合は、送信信号と受信信号の
誤差がともに相殺される。

【００３３】図１１は、さらに別のループコイルの配置
の実施例である。図１１ａ）は、２本のコイルを用いた
一方送信他方受信タイプの１つであるが、受信信号の同
相磁気ノイズを相殺するために、又は、送信と受信を同
時に行えるよう送信信号を相殺するために、受信側のコ
イルが中央で反転されている。図１１ｂ）は、図１１
ａ）を同時送受信タイプとしたものである。図１１ｃ）
は、２本のコイルと用いた一方送信他方受信タイプの１
つであるが、各ループコイル面同士が直交しかつそれぞ
れのループコイル面が位置検出面に対して４５度の角度
をなしている。図１１ｄ）は、図１１ｃ）を同時送受信
タイプとしたものである。図１０及び図１１に示された
ループコイルの配置は、いずれも送信側コイルと受信側
コイルが電磁的に結合しない構造となっている。さらに
それぞれのコイルは、位置指示器がある場合にこれと電
磁作用をする。特開平第５−２１４７２２号では、図１
０及び図１１のような互いに電磁的に結合しない２本の
ループコイルの配置を利用して増幅器と位置指示器との
間に正帰還ループを形成することにより発振信号を得
て、これを検出信号とする例が開示されている。

【００３４】図１２ａ）に発振信号により検出する構成
の従来例を示す。図１２ａ）は、ループコイル１００、
１０２は互いに電磁的に結合しないが、位置指示器３０
がある場合、それぞれが位置指示器３０と電磁作用をす
る。このとき、位置指示器とループコイル１００、１０
２は増幅器Ａの正帰還ループを形成し、発振する。しか
しながらこのような検出原理による信号であっても、ル
ープコイルが長くなると、本発明が課題とする伝搬定数
の影響が大となり、正確な位置検出はできなくなる。従
って、図１２ｂ）に示すように、ループコイル対４０
０、４０２を設けて本発明を適用し、増幅器Ａ１及びＡ
２の双方についての正帰還ループにより各軸の両端から
発振信号を得た後それらを加算することによって、レベ
ル及び位相の誤差を相殺することができる。実施例にお
いては、増幅器に自動利得制御（ＡＧＣ）機能又は出力
制限機能が設けられているため、発振信号の取出しは増
幅器の入力端から行う。以下、図１３に示す実施例につ
いても同様に信号を取り出す。従って、増幅器Ａ１、Ａ
２の入力端からそれぞれ発振信号を検出した後、これら
の加算処理が行なわれる。

【００３５】図１３は、図１２ｂ）と同様に発振信号に
より位置検出する構成に本発明を適用した別のいくつか
の実施例であり、増幅器を１つだけ設置する構成例を示
している。図１３ａ）は、ループコイル対４００の両端
から対をなす各ループコイル上の信号を同時に受けて、
これら一対の信号を加算した上で増幅器Ａに入力し、増
幅器Ａの出力をループコイル対４０２の両端の双方へ同
時に出力する構成である。位置指示器がループコイル対
４００、４０２のそれぞれと電磁作用をするとき、増幅
器Ａの正帰還ループが形成され発信する。ループコイル
対４００の両端からの信号の加算及びループコイル対４
０２の両端の双方への信号の出力により、ループコイル
対４００、４０２を構成する各ループコイルの伝搬定数
による誤差が相殺された発振信号が得られる。図１３
ｂ）は、ループコイル対４００の両端からの入力及びル
ープコイル対４０２の両端への出力をそれぞれ一端ずつ
切換えて、順次発振信号を得る構成である。一定の時間
間隔を置いて得られた一対の発振信号を信号処理におい
て加算することにより各ループコイルの伝搬定数による
誤差が相殺される。加算処理は増幅器Ａの入力端から順
次信号を取出した後、行われる。図１３ｃ）及び図１３
ｄ）は、一方の軸のみをループコイル対で構成し、他方
の軸は１本のループコイルとした実施例である。図１３
ｃ）は、ループコイル対４００の両端からの信号を加算
して増幅器Ａに入力し、１本のループコイル１０２の一
端に出力する構成である。図１３ｄ）は、ループコイル
対４００の両端からの信号を順次切換えて所定の時間間
隔を置いて一対の発振信号を得る構成であり、増幅器Ａ
の入力端から発振信号を順次取り出した後、これらの発
振信号を加算する。図１３ｅ）及び図１３ｆ）は、一方
の軸のみをループコイル対で構成し、他方の軸は１本の
ループコイルとした別の実施例である。図１３ｅ）は、
１本のループコイル１００の一端からの信号を増幅器Ａ
に入力し、ループコイル対４０２の両端の双方へ同時に
出力する構成である。図１３ｆ）は、ループコイル対４
０２の両端への信号を順次切換え、所定の時間間隔を置
いて一対の発振信号を得る構成であり、増幅器Ａの入力
端から発振信号を順次取り出した後、これらの発振信号
を加算する。

【００３６】次に、図１４を用いてループコイルを二重
巻とする効果について説明する。ループコイルを二重巻
にすることは、絶対的な感度が向上するだけでなく、巻
き方によってはある程度ループコイル上の位置による信
号の誤差を相殺する効果がある。一般的な大きさのルー
プコイルでは図１４ａ）の二重巻による誤差相殺効果で
も十分実用的であった。しかしながら、ループコイルが
長くなると二重巻による誤差相殺効果では伝搬定数の影
響を相殺するには不十分となる。そこで、図１４ｃ）で
示すように、本発明を二重巻のループコイルに対して適
用することにより、伝搬定数の影響を相殺することがで
きる。１４ｃ）の場合、二重巻による絶対的な感度の向
上と誤差相殺効果が得られ、さらに一方送信他方受信タ
イプの交互タイプによる誤差相殺効果が付加できる。ま
た、この場合、ループコイルのパターン構成が簡単にも
なる。本発明では、２本のループコイルを用いる構成で
はパターンが複雑化するために不利であるが、１本のル
ープコイルを用いる構成では二重巻を実施する余裕があ
るため利用することができる。二重巻は図８のいずれの
構成についても適用可能である。図１５は、２本のルー
プコイルを用いる場合の改良された重ね方を示す図であ
る。図１５ａ）に示す重ね方の場合、本来、ループコイ
ル対Ｌ１、Ｌ２の幅の中心に一致すべきである加算レベ
ルのピーク位置の座標が、図１５の中央から左側の位置
に位置指示器がある場合は、左側のグラフで示すように
上方向にずれ、中央から右側の位置に位置指示器がある
場合は、右側のグラフで示すように下方向にずれてしま
う。図１５ｂ）に示す重ね方の場合は、加算されたレベ
ルのピーク位置がループコイル対Ｌ１、Ｌ２上の位置に
依らず常にループコイル対の幅の中心と一致させること
ができる。図１４の二重巻においても、図１５と同様な
ことが生じる。図１４ｂ）に示す重ね方をした場合、本
来、ループコイル対の幅の中心に一致すべきであるレベ
ルのピーク位置の座標が、図１４の中央から左側の位置
に位置指示器がある場合は上方にずれ、中央から右側の
位置に位置指示器ある場合は下方にずれてしまう。図１
４ａ）に示す重ね方をした場合、レベルのピーク位置の
座標がループコイル対上の位置に依らず常にループコイ
ル対の幅の中心と一致させることができる。

【００３７】図１６は、ループコイルのループ端（折返
し部分）における外部との磁気作用による磁束の漏れ等
に起因する信号誤差を示す図である。図１６は、両端か
ら送信する場合であるが、双方の送信信号ともそのルー
プ端近傍（←→部分）において、単調に低下してきたレ
ベルが増加している。この部分については前述のような
両信号の加算効果による誤差の相殺が期待できない。そ
の１つの対策として、位置指示器がループコイルＬ２の
ループ端を含む領域ｄ１にある場合には、送信装置１か
らの送信信号を用い、位置指示器がループコイルＬ１の
ループ端を含む領域ｄ２にある場合には、送信装置２か
らの送信信号を用いて、位置検出を行う方法がある。こ
の領域ｄ１、ｄ２の分け方は、例えばループコイル対の
中央から右半分と左半分に分ける等、任意であるが、少
なくとも一方のループコイルのループ端上に位置指示器
がある場合には、他方のループコイルを送信又は受信に
用いるようにする。受信においても同様に両端の受信装
置を領域により使い分けることにより、ループ端の影響
を避けることができる。また、図８ａ）乃至図８ｃ）に
示した切換えにより送受信端とループ端とが入れ替わる
１本のループコイルの場合についても、一方の切換え状
態において位置指示器がそのループ端上にある場合には
他方の切換え状態を用いて送信又は受信を行うことによ
り、切換え状態の使い分けを行うことができる。上記の
使い分け法を用いる場合は、交差型以外の位置検出構成
については、一旦概略的な位置検出を行って位置指示器
の概略位置を求めた上でいずれのループコイルにより送
信又は受信を行うかを判断する。交差型の位置検出構成
については、図１０ａ）を例として説明する。ループコ
イル対４０２と直交する選択されたループコイル１００
が図の上半分すなわち受信装置Ａ２に近い方にあって送
信装置Ａ１から送信する場合には受信装置Ａ２で受信
し、選択されたループコイル１００が図の下半分すなわ
ち受信装置Ａ３に近い方にある場合には受信装置Ａ３で
受信するようにする。図１７は、図７や図８ｄ）のよう
な一方送信他方受信タイプの場合における上記のループ
端における誤差の相殺方法を示す図である。図７や図８
ｄ）の構成は、送信装置と受信装置がいずれか一端にし
かないため、図１６について説明したような領域による
装置の使い分けはこのままではできない。そこで図８
ｄ）の場合については、図１７ａ）のように、同じ構成
をもう１組逆方向に配置する。図が煩雑となるため双方
のループコイルを離して描いているが実際には近接して
重ねられている。領域ｄ１においては送受信装置の組１
を用い、領域ｄ２については送受信装置の組２を用いる
ことにより、ループ端における信号を避けることができ
る。図１７ｂ）は、図１７ａ）の差動受信型であり同相
磁気ノイズを相殺する効果がある。さらに、図１７ｃ）
は、ループコイルの折返し部分自体を含まない構成の例
である。この場合の各センサは１本のラインであり、リ
ターン線として共通の接地線が設けられている。

【００３８】図１８は、ループコイルのループ端におけ
る磁気作用対策の別の例を示したものである。図１８
ａ）の例では、ループコイル１２の折返し部分をサイド
ボード２０上すなわちプリント基板上に設けているため
磁束の出入りが生じない。また、このプリント基板上に
送受信配線を設けることもできる。図１８ｂ）の例で
は、ループコイル１２のループ端部分及び端子部分の周
囲を磁気シールド効果のあるもの又は接地された導体３
０１、３０２で囲むことで磁気シールドを形成してい
る。図１９は、送信装置又は受信装置の配置方法の例を
示す図である。上記の実施例の中で、交互送信又は交互
受信のタイプは、両端に送信装置又は受信装置をそれぞ
れ設けてもよいが、一時に使用する装置は１つだけであ
る。そこで、図１９ａ）又は図１９ｂ）のように１つの
装置を両側に切換えて使用すれば、装置を節約できる。
また、送受信を両端で交互に行うタイプは、一対の送信
装置と一対の受信装置を設けてもよいが、一時に使用す
る装置は一方の送信装置と一方の受信装置だけである。
従って、図１９ｃ）のように１つの送信装置と１つの受
信装置を両端に切換えて使用すれば、装置を節約でき
る。図１９の構成は、図１６及び図１７で示した実施例
のように、左右の送信装置又は受信装置を使い分けする
方法においても適用することができる。図２０及び図２
１に、受信信号の加算手段の具体例について示す。図２
０は、信号検出部５０の信号入力部である前段アンプに
おいて加算する方法であり、同時受信の場合に有効であ
る。図２０ａ）は、ループコイル対のそれぞれのループ
コイルから同相信号を得る場合の加算方法である。これ
らの信号を演算増幅器の同じ入力端子に同時に入力する
ことにより両信号が加算される。加算された信号が適宜
増幅されて出力され、後段の位相検波器等に渡される。
図２０ｂ）は、ループコイル対の各ループコイルの巻き
方を逆にして互いに位相の反転した信号を得る場合の加
算方法である。これらの信号を演算増幅器の同相入力端
子と逆相入力端子にそれぞれ入力することにより、それ
ぞれの信号に同相で含まれるノイズを除去すると同時に
加算することができる。この演算増幅器は差動増幅器を
構成する。加算された信号は適宜増幅されて、後段の処
理にすすむ。

【００３９】図２１は、信号検出部５０の位相検波部に
おいて加算する方法であり、交互受信の場合に有効であ
る。図２１ａ）は、アナログ位相検波を行う場合の例で
ある。アナログ位相検波器は、受信信号と０゜検波信号
との乗算の後、積分することにより目的の周波数成分の
実数部を、９０゜検波信号との乗算の後、積分すること
により虚数部を得る信号処理回路である。交互受信によ
る受信信号には、それぞれのループコイルからの一対の
信号が一定の時間間隔を置いて含まれている。これら連
続する一対の信号を積分器において続いて積分すること
により、加算された位相検波器出力が得られる。この後
信号はＡＤ変換され、演算装置により振幅と位相角が算
出される。あるいは、それぞれの信号を位相検波し、Ａ
Ｄ変換した後、演算装置において累積的に加算演算を行
ってもよい。図２１ｂ）は、デジタル位相検波を行う場
合の例である。デジタル位相検波では、受信信号は高速
サンプリングによりＡＤ変換された後、乗算器において
離散フーリエ変換して目的の周波数成分の実数部及び虚
数部を得る。交互受信による一対の受信信号は、離散フ
ーリエ変換された後、累積加算器により加算される。

【００４０】

【発明の効果】以上のように本発明の態様の１つは、位
置指示器との電磁結合手段の両端から信号を送り、又は
該両端において電磁作用により発生した信号を受信する
構成としたので、一対の受信信号を互いに加算すること
により電磁結合手段の伝搬定数に起因する信号レベルの
低下及び位相の遅れを軽減することができる。また、本
発明の別の態様の１つは、位置指示器との電磁結合手段
の一方の端から信号を送りかつ他方の端から電磁作用に
より発生した信号を受信する構成としたので、電磁結合
手段の伝搬定数に起因する信号レベルの低下及び位相の
遅れを相殺することができる。さらに、１本のループコ
イルのインピーダンスのばらつきによる信号レベルのむ
らを低減でき、位置検出器の位相検出精度が向上する。
さらに、本発明の別の態様の１つは、ループコイルの折
り返し部分の磁気作用によって生じる誤差を避ける構成
としたので、位置検出精度をさらに向上させることがで
きる。また、対をなす電磁結合手段の両端における送信
や受信を同時に行えば高速な検出ができ、交互に行えば
パターン構成、回路構成とも簡単にすることができる。
本発明の様々な態様により、誤差の相殺された又は軽減
された受信信号が得られるので、位置指示器の座標算出
及びオンオフ判別の精度が向上する。特に大型で高イン
ピーダンスの電磁結合手段においてこの効果が顕著とな
る。従って電磁結合手段例えばループコイルの導電性材
料として、高価なアルミニウムではなく安価な金属材料
を用いることができる。形成方法についてもコストの高
い蒸着ではなくスクリーン印刷の手法を採ることが可能
になる。すなわち、本発明により大面積で検出精度のよ
い位置検出装置を安価に実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の位置検出装置の一実施例を表す全体的
な構成図である。

【図２】送受信装置をループコイル対の両端に配置した
本発明の実施例の構成図である。

【図３】受信装置をループコイル対の両端に配置した本
発明の実施例の構成図である。

【図４】送信装置をループコイル対の両端に配置した本
発明の実施例の構成図である。

【図５】図２のループコイル構成における信号のレベル
と位相の特性図である。

【図６】送信装置を一端に、受信装置を他端に配置した
本発明の実施例の構成図である。

【図７】図６のループコイル構成における信号のレベル
と位相の特性を示す図である。

【図８】交互に送信又は受信を行うループコイル配置の
本発明の実施例の構成図である。

【図９】ループコイル上のインピーダンスのむらの相殺
効果を説明する図である。

【図１０】交差型検出法における本発明の実施例の構成
図である。

【図１１】種々のループコイル配置において本発明を適
用した実施例の構成図である。

【図１２】自己発振型検出法における従来例（ａ）と本
発明を適用した実施例（ｂ）の構成図である。

【図１３】自己発振型検出法において本発明を実施した
別の実施例の構成図である。

【図１４】２重巻構成の説明図（ａ）、（ｂ）及び本発
明との組合わせによる実施例（ｃ）の構成図である。

【図１５】一対のループコイルの重ね方の改善例を示す
構成図である。

【図１６】ループコイルのループ端の磁気作用による信
号誤差を示す図である。

【図１７】交互送信又は受信を行うループコイル配置に
おいてループ端の磁気作用を解消する実施例を示す構成
図である。

【図１８】ループコイルのループ端における磁気作用を
解消する実施例を示す図である。

【図１９】交互送信又は受信を行う構成において送信装
置又は受信装置の配置例を示す図である。

【図２０】信号検出部の前段アンプ部において信号の加
算処理を行う実施例の構成図である。

【図２１】信号検出部の位相検波部において信号の加算
処理を行う実施例の構成図である。

【図２２】一般的な１本のループコイルの構成及び送受
信方法を示す図である。

【図２３】一般的なループコイルにおける信号のレベル
と位相特性を示す図である。

【符号の説明】

１０ センサ部 １２ ループコイル対 １４、１６ ループコイル ２０ サイドボード ３０ 位置指示器（入力ペン） ４０ 加算機構 ５０ 信号検出部 ６０ 信号発生部 ７０ 制御部 ８０ 処理部 ９０ インターフェース部 ２２、２３ ループコイル切換部 ２４、２５ 送受信部 ２０１、２０２ 送信装置 ２０３、２０４ 受信装置

Claims (29)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 位置指示器を含む位置検出装置におい
   て、 位置検出面に含まれる第１の軸方向に多数並設された電
   磁結合手段と、 前記電磁結合手段の前記第１の軸と直交する第２の軸方
   向の両端位置にそれぞれ配置され、前記電磁結合手段上
   にて前記位置指示器との間の電磁作用により発生する信
   号をそれぞれの位置にて受ける一対の受信手段と、 前記一対の受信された信号を加算する加算処理手段を含
   みかつ前記位置指示器の座標等を算出する信号処理手段
   とを有し、 前記電磁結合手段の各々が、２本のループコイルを前記
   位置検出面の中心線に関して互いに対称位置に近接して
   配置した一対のループコイルであり、各ループコイルが
   前記一対の受信手段にそれぞれ接続されることを 特徴と
   する位置検出装置。
2. 【請求項２】 前記第２の軸方向の両端位置にそれぞれ
   設置された選択スイッチの切換えにより、一方の受信手
   段に一方のループコイルが接続された状態と、他方の受
   信手段に他方のループコイルが接続された状態との間で
   切換わることを特徴とする請求項１に記載の位置検出装
   置。
3. 【請求項３】 位置指示器を含む位置検出装置におい
   て、 位置検出面に含まれる第１の軸方向に多数並設された電
   磁結合手段と、 前記電磁結合手段の前記第１の軸と直交する第２の軸方
   向の両端位置にそれぞれ配置され、前記電磁結合手段上
   にそれぞれの位置から信号を送る一対の送信手段と、 前記送信された一対の信号と前記位置指示器との間の電
   磁作用により発生する信号に対して信号処理を行うこと
   により前記位置指示器の座標等を算出する信号処理手段
   とを有し、 前記電磁結合手段の各々が、２本のループコイルを前記
   位置検出面の中心線に関して互いに対称位置に近接して
   配置された一対のループコイルであり、各ループコイル
   が前記一対の送信手段にそれぞれ接続されることを特徴
   とする 位置検出装置。
4. 【請求項４】 前記第２の軸方向の両端位置にそれぞれ
   設置された選択スイッチの切換えにより、一方の送信手
   段に一方のループコイルが接続された状態と、他方の送
   信手段に他方のループコイルが接続された状態との間で
   切換わることを特徴とする請求項３に記載の位置検出装
   置。
5. 【請求項５】 位置指示器を含む位置検出装置におい
   て、 位置検出面に含まれる第１の軸方向に多数並設された電
   磁結合手段と、 前記電磁結合手段の前記第１の軸と直交する第２の軸方
   向の両端位置にそれぞれ配置され、該電磁結合手段上に
   それぞれの位置から信号を送る一対の送信手段と、 前記電磁結合手段の前記第１の軸と直交する第２の軸方
   向の両端位置にそれぞれ配置され、該電磁結合手段上に
   て前記位置指示器との間の電磁作用により発生する信号
   をそれぞれの位置にて受ける一対の受信手段と、 前記両端位置のそれぞれに配置された送信手段と受信手
   段のいずれかを選択する選択手段と、 前記一対の受信された信号を加算する加算処理手段を含
   みかつ前記位置指示器の座標等を算出する信号処理手段
   とを有し、 前記電磁結合手段の各々が、２本のループコイルを前記
   位置検出面の中心線に関して互いに対称位置に近接して
   配置された一対のループコイルであり、各ループコイル
   が前記送信手段と前記受信手段のいずれかに前記選択手
   段により接続される ことを特徴とする位置検出装置。
6. 【請求項６】 前記第２の軸方向の両端位置にそれぞれ
   設置された選択スイッチの切換えにより、一方の送信手
   段又は受信手段のいずれかが一方のループコイルへ接続
   された状態と、他方の送信手段又は受信手段のいずれか
   が他方のループコイルへ接続された状態との間で切換わ
   ることを特徴とする請求項５に記載の位置検出装置。
7. 【請求項７】 位置指示器を含む位置検出装置におい
   て、 位置検出面に含まれる第１の軸方向に多数並列され、２
   本のループコイルを前記位置検出面の中心線に関して互
   いに対称位置に近接して配置した第１のループコイルの
   対と、 第１の軸と直行する第２の軸方向に多数並列され、２本
   のループコイルを前記 位置検出面の別の中心線に関して
   互いに対称位置に近接して配置した第２のループコイル
   の対と、 前記第２のループコイルの対の前記第１の軸方向の両端
   位置にそれぞれ配置され、該第２のループコイルの対を
   なす各ループコイルへそれぞれ接続されることにより、
   各ループコイル上に信号を送る一対の送信手段と、 前記第１のループコイルの対の前記第２の軸方向の両端
   位置にそれぞれ配置され、該第１のループコイルの対を
   なす各ループコイルへそれぞれ接続されることにより、
   各ループコイル上にて前記位置指示器との間の電磁作用
   により発生する信号を受ける一対の受信手段と、 前記一対の受信された信号を加算する加算処理手段を含
   みかつ前記位置指示器の座標等を算出する信号処理手段
   とを有することを特徴とする位置検出装置。
8. 【請求項８】 位置指示器を含む位置検出装置におい
   て、 位置検出面に含まれる第１の軸方向に多数並設され、２
   本のループコイルを前記位置検出面の中心線に関して互
   いに対称位置に近接して配置した一対のループコイル
   と、 第１の軸と直交する第２の軸方向に多数並設されたルー
   プコイルと、 前記一対のループコイルの前記第２の軸方向の両端位置
   のそれぞれに配置され、該一対のループコイルの対をな
   す各ループコイルへそれぞれ接続されることにより、各
   ループコイル上に信号を送る一対の送信手段と、 前記ループコイルの前記第１の軸方向の一方の端に配置
   され、該ループコイルへ接続されることにより、該ルー
   プコイル上にて前記位置指示器との間の電磁作用により
   発生する信号を受ける受信手段と、 前記受信された信号に対して信号処理を行うことにより
   前記位置指示器の座標等を算出する信号処理手段とを有
   することを特徴とする位置検出装置。
9. 【請求項９】 位置指示器を含む位置検出装置におい
   て、 位置検出面に含まれる第１の軸方向に多数並設され、２
   本のループコイルを前記位置検出面の中心線に関して互
   いに対称位置に近接して配置した一対のループコイル
   と、 第１の軸と直交する第２の軸方向に多数並設されたルー
   プコイルと、 前記ループコイルの前記第１の軸方向の一方の端に配置
   され、該ループコイル上に信号を送る送信手段と、 前記一対のループコイルの前記第２の軸方向の両端位置
   にそれぞれ配置され、該一対のループコイルの対をなす
   各ループコイルへそれぞれ接続されることにより、各ル
   ープコイル上にて前記位置指示器との間の電磁作用によ
   り発生する信号をそれぞれの位置にて受ける一対の受信
   手段と、 前記一対の受信された信号を加算する加算処理手段を含
   みかつ前記位置指示器の座標等を算出する信号処理手段
   とを有することを特徴とする位置検出装置。
10. 【請求項１０】 位置指示器を含む位置検出装置におい
    て、位置検出面に含まれる第１の軸方向に多数並設された第
    １の電磁結合手段と、前記第１の電磁結合手段と電磁的
    に結合せずかつ前記第１の軸方向と直交する第２の軸方
    向に多数並設された第２の電磁結合手段と、 前記第１の電磁結合手段の一方の端に入力が接続されか
    つ前記第２の電磁結合手段の一方の端に出力が接続さ
    れ、前記位置指示器と該第１の電磁結合手段と該第２の
    電磁結合手段とともに形成される正帰還ループにより発
    振する第１の増幅手段と、 前記第１の電磁結合手段の他方の端に入力が接続されか
    つ前記第２の電磁結合手段の他方の端に出力が接続さ
    れ、前記位置指示器と該第１の電磁結合手段と該第２の
    電磁結合手段とともに形成される正帰還ループにより発
    振する第２の増幅手段と、 前記一対の発振信号を前記第１及び前記第２の増幅手段
    のそれぞれの入力端より得て加算する加算処理手段を含
    みかつ前記位置指示器の座標等を算出する信号処理手段
    とを有し、 前記第１の電磁結合手段が、２本のループコイルを前記
    位置検出面の中心線に関して互いに対称位置に近接して
    配置した一対のループコイルからなり、対をなす一方の
    ループコイルに前記第１の増幅手段の前記入力が接続さ
    れ、他方のループコイルに前記第２の増幅手段の前記入
    力が接続され、 前記第２の電磁結合手段が、２本のループコイルを前記
    位置検出面の別の中心線に関して互いに対称位置に近接
    して配置した一対のループコイルからなり、対をなす一
    方のループコイルに前記第１の増幅手段の前記出力が接
    続され、他方のループコイルに前記第２の増幅手段の前
    記出力が接続されることを特徴とする位置検置装置。
11. 【請求項１１】 位置指示器を含む位置検出装置におい
    て、位置検出面に含まれる第１の軸方向に多数並設された第
    １の電磁結合手段と、前記第１の電磁結合手段と電磁的
    に結合せずかつ前記第１の軸方向と直交する第２の軸方
    向に多数並設された第２の電磁結合手段と、 前記位置指示器と前記第１及び第２の電磁結合手段とと
    もに正帰還ループを形成することにより発振する増幅器
    と、 前記第１の電磁結合手段における前記第２の軸方向の両
    端からの信号を加算して前記増幅器に入力するための加
    算手段と、 前記増幅器の出力を前記第２の電磁結合手段における前
    記第１の軸方向の両端へ出力するための出力手段と、 前記発振による信号を前記増幅器の入力端より得て処理
    することにより、前記位置指示器の座標等を算出する信
    号処理手段とを有し、 前記第１の電磁結合手段が、２本のループコイルを前記
    位置検出面の中心線に関して互いに対称位置に近接して
    配置した一対のループコイルからなり、対をなす各ルー
    プコイルの前記第２の軸方向の異なる各端が前記加算手
    段の入力に接続され、 前記第２の電磁結合手段が、２本のループコイルを前記
    位置検出面の別の中心線に関して互いに対称位置に近接
    して配置した一対のループコイルからなり、対をなす各
    ループコイルの前記第１の軸方向の異なる各端が前記増
    幅器の出力に接続されることを特徴とする位置検出装
    置。
12. 【請求項１２】 位置指示器を含む位置検出装置におい
    て、位置検出面に含まれる第１の軸方向に多数並設された第
    １の電磁結合手段と、前記第１の電磁結合手段と電磁的
    に結合せずかつ前記第１の軸方向と直交する第２の軸方
    向に多数並設された第２の電磁結合手段と、 前記位置指示器と前記第１及び第２の電磁結合手段とと
    もに正帰還ループを形成することにより発振する増幅器
    と、 前記第１の電磁結合手段における前記第２の軸方向の両
    端のいずれかからの信号を選択して前記増幅器に入力す
    るための第１の切換え手段と、 前記第２の電磁結合手段における前記第１の軸方向の両
    端のいずれかを選択して前記増幅器から信号を出力する
    ための第２の切換え手段と、 前記第１の切換え手段により前記第１の電磁結合手段の
    一方の端を選択しかつ前記第２の切換え手段により前記
    第２の電磁結合手段の一方の端を選択する場合に得られ
    る前記発振による信号、及び、該第１の切換え手段によ
    り該第１の電磁結合手段の他方の端を選択しかつ該第２
    の切換え手段により該第２の電磁結合手段の他方の端を
    選択する場合に得られる前記発振による信号を前記増幅
    器の入力端から得て加算する処理を含む信号処理を行う
    ことにより前記位置指示器の座標等を算出する信号処理
    手段とを有し、 前記第１の電磁結合手段が、２本のループコイルを前記
    位置検出面の中心線に関して互いに対称位置に近接して
    配置した一対のループコイルからなり、対をなす各ルー
    プコイルの前記第２の軸方向の異なる各端がそれぞれ前
    記第１の切換え手段の選択端子に接続され、 前記第２の電磁結合手段が、２本のループコイルを前記
    位置検出面の別の中心線に関して互いに対称位置に近接
    して配置した一対のループコイルからなり、対をなす各
    ループコイルの前記第１の軸方向の異なる各端がそれぞ
    れ前記第２の切り換え手段の選択端子に接続されること
    を特徴とする位置検出装置。
13. 【請求項１３】 位置指示器を含む位置検出装置におい
    て、位置検出面に含まれる第１の軸方向に多数並設された第
    １の電磁結合手段と、前記第１の電磁結合手段と電磁的
    に結合せずかつ前記第１の軸方向と直交する第２の軸方
    向に多数並設された第２の電磁結合手段と、 前記位置指示器と前記第１及び第２の電磁結合手段とと
    もに正帰還ループを形成することにより発振し、かつ出
    力が該第２の電磁結合手段における前記第１の軸方向の
    一方の端に接続される増幅器と、 前記第１の電磁結合手段における前記第２の軸方向の両
    端からの信号を加算して前記増幅器に入力するための加
    算手段と、 前記発振による信号を前記増幅器の入力端から得て処理
    することにより、前記位置指示器の座標等を算出する信
    号処理手段とを有し、 前記第１の電磁結合手段が、２本のループコイルを前記
    位置検出面の中心線に関して互いに対称位置に近接して
    配置した一対のループコイルからなり、対をなす各ルー
    プコイルの前記第２の軸方向の異なる各端が前記加算手
    段の入力に接続され、 前記第２の電磁結合手段が１本のループコイルからなる
    ことを特徴とする位置検出装置。
14. 【請求項１４】 位置指示器を含む位置検出装置におい
    て、位置検出面に含まれる第１の軸方向に多数並設された第
    １の電磁結合手段と、前記第１の電磁結合手段と電磁的
    に結合せずかつ前記第１の軸方向と直交する第２の軸方
    向に多数並設された第２の電磁結合手段と、 前記位置指示器と前記第１及び第２の電磁結合手段とと
    もに正帰還ループを形成することにより発振し、かつ出
    力が該第２の電磁結合手段における前記第１の軸方向の
    一方の端へ接続される増幅器と、 前記第１の電磁結合手段における前記第２の軸方向の両
    端のいずれかからの信号を選択して前記増幅器に入力す
    るための切換え手段と、 前記切換え手段により前記第１の電磁結合手段の一方の
    端を選択する場合に得られる前記発振による信号、及
    び、該第１の電磁結合手段の他方の端を選択する場合に
    得られる前記発振による信号を前記増幅器の入力端から
    得て加算する処理を含む信号処理を行うことにより前記
    位置指示器の座標等を算出する信号処理手段とを有し、 前記第１の電磁結合手段が、２本のループコイルを前記
    位置検出面の中心線に関して互いに対称位置に近接して
    配置した一対のループコイルからなり、対をなす各ルー
    プコイルの前記第２の軸方向の異なる各端がそれぞれ前
    記切換え手段の選択端子に接続され、 前記第２の電磁結合手段が、１本のループコイルからな
    ることを特徴とする位置検出装置。
15. 【請求項１５】 位置指示器を含む位置検出装置におい
    て、位置検出面に含まれる第１の軸方向に多数並設された第
    １の電磁結合手段と、 前記第１の電磁結合手段と電磁的
    に結合せずかつ前記第１の軸方向と直交する第２の軸方
    向に多数並設された第２の電磁結合手段と、 前記位置指示器と前記第１及び第２の電磁結合手段とと
    もに正帰還ループを形成することにより発振し、かつ入
    力が該第１の電磁結合手段における前記第２の軸方向の
    一方の端に接続される増幅器と、 前記増幅器の出力を前記第２の電磁結合手段における前
    記第１の軸方向の両端の双方へ出力するための出力手段
    と、 前記発振による信号を前記増幅器の入力端から得て処理
    することにより、前記位置指示器の座標等を算出する信
    号処理手段とを有し、 前記第１の電磁結合手段が１本のループコイルからな
    り、 前記第２の電磁結合手段が、２本のループコイルを前記
    位置検出面の中心線に関して互いに対称位置に近接して
    配置した一対のループコイルからなり、対をなす各ルー
    プコイルの前記第１の軸方向の異なる各端が前記増幅器
    の出力に接続されることを特徴とする位置検出装置。
16. 【請求項１６】 位置指示器を含む位置検出装置におい
    て、位置検出面に含まれる第１の軸方向に多数並設された第
    １の電磁結合手段と、前記第１の電磁結合手段と電磁的
    に結合せずかつ前記第１の軸方向と直交する第２の軸方
    向に多数並設された第２の電磁結合手段と、 前記位置指示器と前記第１及び第２の電磁結合手段とと
    もに正帰還ループを形成することにより発振し、かつ入
    力が該第１の電磁結合手段における前記第２の軸方向の
    一方の端に接続される増幅器と、 前記第２の電磁結合手段における前記第１の軸方向の両
    端のいずれかを選択して前記増幅器から信号を出力する
    ための切換え手段と、 前記切換え手段により前記第２の電磁結合手段の一方の
    端を選択する場合に得られる前記発振による信号、及
    び、該第２の電磁結合手段の他方の端を選択する場合に
    得られる前記発振による信号を前記増幅器の入力端から
    得て加算する処理を含む信号処理を行うことにより前記
    位置指示器の座標等を算出する信号処理手段とを有し、 前記第１の電磁結合手段が１本のループコイルからな
    り、 前記第２の電磁結合手段が、２本のループコイルを前記
    位置検出面の中心線に関して互いに対称位置に近接して
    配置した一対のループコイルからなり、対をなす各ルー
    プコイルの前記第１の軸方向の異なる各端がそれぞれ前
    記切り換え手段の選択端子に接続されることを特徴とす
    る位置検出装置。
17. 【請求項１７】 前記受信手段を両端位置に配置した前
    記電磁結合手段が、互いに逆向きの巻き方向を有する近
    接して配置された一対のループコイル又は切換えにより
    互いに逆向きの巻き方向に入れ替る１本のループコイル
    であって、前記受信された一対の信号が互いに反転関係
    にあり、前記加算処理手段が該一対の信号を２つの入力
    として入力する差動増幅器であることを特徴とする請求
    項１、５、７、９、１１又は１３のいずれかに記載の位
    置検出装置。
18. 【請求項１８】 前記一方の送信手段と前記他方の送信
    手段とが、前記電磁結合手段の両端位置のそれぞれへの
    伝送ラインを有する共通の送信装置であり、 又は、前記一方の受信手段と前記他方の受信手段とが前
    記電磁結合手段の両端位置のそれぞれからの伝送ライン
    を有する共通の受信装置であることを特徴とする請求項
    ２、３又は６のいずれかに記載の位置検出装置。
19. 【請求項１９】 位置指示器と位置検出方向に多数並設
    された電磁結合手段との電磁作用により発生する信号を
    検出し、信号処理を行うことにより、該位置指示器の座
    標等を算出する位置検出装置において、 前記電磁結合手段の１つが、信号の送信又は受信のため
    の接続端と折返し端とをそれぞれが有する互いに近接し
    て配置された一対のループコイル又は切換えにより該接
    続端と該折返し端が入れ替る２つの切換え状態をもつ１
    本のループコイルからなり、 前記一対のループコイルの双方又は前記２つの切換え状
    態の双方を用いた送信又は受信による位置指示器の位置
    検出結果により、又は該一対のループコイル又は該１本
    のループコイルと直行する方向のループコイルを選択的
    に用いて送信又は受信する場合における該選択された直
    交するループコイルの位置により、前記位置指示器の概
    略的位置を判別する判別手段と、 前記位置指示器が、一方のループコイル又は一方の切換
    え状態の少なくとも折返し部分を含む領域上にある場合
    に、他方のループコイル又は他方の切換え状態により前
    記発生する信号を受ける受信手段又は該信号を発生する
    ために送信する送信手段とを有することを特徴とする位
    置検出装置。
20. 【請求項２０】 前記少なくとも折返し部分を含む頷域
    が、前記電磁結合手段の中央から該折返し部分までの領
    域である請求項１９に記載の位置検出装置。
21. 【請求項２１】 位置指示器を用いる位置検出方法にお
    いて、 位置検出面に含まれる第１の軸方向に電磁結合手段を多
    数並設し、前記電磁結合手段の各々が、２本のループコイルを前記
    位置検出面の中心線に関して互いに対称位置に近接して
    配置した一対のループコイルであり、前記第１の軸と直
    交する第２の軸方向の両端位置のそれぞれにて、各ルー
    プコイルから 前記位置指示器との間の電磁作用により発
    生する信号を同時又は交互に受信し、 前記一対の受信された信号の加算処理を含む信号処理を
    行うことにより、前記位置指示器の座標等を算出するこ
    とを特徴とする位置検出方法。
22. 【請求項２２】 位置指示器を用いる位置検出方法にお
    いて、 位置検出面に含まれる第１の軸方向に電磁結合手段を多
    数並設し、前記電磁結合手段の各々が、２本のループコイルを前記
    位置検出面の中心線に関して互いに対称位置に近接して
    配置した一対のループコイルであり、前記第１の軸と直
    交する第２の軸方向の両端位置のそれぞれにて、各ルー
    プコイル 上に同時又は交互に送信し、 前記送信された一対の信号と前記位置指示器との電磁作
    用により発生する信号に対して信号処理を行うことによ
    り、前記位置指示器の座標等を算出することを特徴とす
    る位置検出方法。
23. 【請求項２３】 位置指示器を用いる位置検出方法にお
    いて、 位置検出面に含まれる第１の軸方向に電磁結合手段を多
    数並設し、前記電磁結合手段の各々が、２本のループコイルを前記
    位置検出面の中心線に関して互いに対称位置に近接して
    配置した一対のループコイルであり、 前記電磁結合手段
    上で前記位置指示器との間の電磁作用により発生する信
    号を受信すべく、前記第１の軸と直交する第２の軸方向
    の両端位置の双方から各ループコイル上へ同時に送信し
    かつ同時に受信し、又は該両端位置の一端にて一方のル
    ープコイルに送受信した後他端にて他方のループコイル
    に送受信し、 前記一対の受信された信号に対して加算処理を含む信号
    処理を行うことにより前記位置指示器の座標等を算出す
    ることを特徴とする位置検出方法。
24. 【請求項２４】 位置指示器を用いる位置検出方法にお
    いて、 位置検出面に含まれる第１の軸方向に第１の電磁結合手
    段を多数並設し、 第１の軸と直交する第２の軸方向に第２の電磁結合手段
    を多数並設し、前記電磁結合手段の各々が、２本のループコイルを前記
    位置検出面の中心線に関して互いに対称位置に近接して
    配置した一対のループコイルであり、 前記第２の電磁結
    合手段の前記第１の軸方向の両端位置の双方から各ルー
    プコイルへ同時に送信し、かつ前記位置指示器との電磁
    作用により発生する信号を前記第１の電磁結合手段の前
    記第２の軸方向の両端位置の双方にて各ループコイルか
    ら同時に受信し、 前記一対の受信された信号の加算処理を含む信号処理を
    行うことにより前記位置指示器の座標等を算出すること
    を特徴とする位置検出方法。
25. 【請求項２５】 位置指示器を用いる位置検出方法にお
    いて、 位置検出面に含まれる第１の軸方向に第１の電磁結合手
    段を多数並設し、 前記第１の軸に直交する第２の軸方向に第２の電磁結合
    手段を多数並設し、前記電磁結合手段の各々が、２本のループコイルを前記
    位置検出面の中心線に関して互いに対称位置に近接して
    配置した一対のループコイルであり、 前記第２の電磁結
    合手段の前記第１の軸方向の両端位置の一端から一方の
    ループコイルへ送信し、かつ前記位置指示器との電磁作
    用により発生する信号を前記第１の電磁結合手段の前記
    第２の軸方向の両端位置の双方にて各ループコイルから
    同時に受信し、 前記一対の受信された信号の加算処理を含む信号処理を
    行うことにより前記位置指示器の座標等を算出すること
    を特徴とする位置検出方法。
26. 【請求項２６】 位置指示器を用いる位置検出方法にお
    いて、位置検出面に含まれる第１の軸方向に第１の電磁結合手
    段を多数並設し、 前記第１の電磁結合手段と電磁的に結合せずかつ前記第
    １の軸方向と直交する第２の軸方向に第２の電磁結合手
    段を多数並設し、 前記電磁結合手段の各々が、２本のループコイルを前記
    位置検出面の中心線に 関して互いに対称位置に近接して
    配置した一対のループコイルであり、 第１の増幅器の入
    力を前記第１の電磁結合手段の一方のループコイルへ接
    続しかつ出力を前記第２の電磁結合手段の一方のループ
    コイルへ接続し、前記位置指示器と該第１及び第２の電
    磁結合手段とともに正帰還ループを形成することにより
    該第１の増幅器を発振させ、 第２の増幅器の入力を前記第１の電磁結合手段の他方の
    ループコイルへ接続しかつ出力を前記第２の電磁結合手
    段の他方のループコイルへ接続し、前記位置指示器と該
    第１及び第２の電磁結合手段とともに正帰還ループを形
    成することにより該第２の増幅器を発振させ、 前記一対の発振信号を前記増幅器の入力端から得て加算
    する処理を含む信号処理を行うことにより前記位置指示
    器の座標等を算出することを特徴とする位置検出方法。
27. 【請求項２７】 位置指示器を用いる位置検出方法にお
    いて、位置検出面に含まれる第１の軸方向に第１の電磁結合手
    段を多数並設し、 前記第１の電磁結合手段と電磁的に結合せずかつ前記第
    １の軸方向と直交する第２の軸方向に第２の電磁結合手
    段を多数並設し、 前記電磁結合手段の各々が、２本のループコイルを前記
    位置検出面の中心線に関して互いに対称位置に近接して
    配置した一対のループコイルであり、 前記第１の電磁結
    合手段の各ループコイルの異なる端からの信号を加算し
    て入力しかつ前記第２の電磁結合手段の各ループコイル
    の異なる端へ出力する増幅器を、前記位置指示器と前記
    第１及び第２の電磁結合手段とともに正帰還ループを形
    成することにより発振させ、 前記発振による信号を前記増幅器の入力端から得て信号
    処理することにより、前記位置指示器の座標等を算出す
    る位置検出方法。
28. 【請求項２８】 位置指示器と位置検出方向に多数並設
    された電磁結合手段との電磁作用により発生する信号を
    検出し、信号処理を行うことにより、該位置指示器の座
    標等を算出する位置検出方法において、 前記電磁結合手段の１つとして、信号の送信又は受信の
    ための接続端と折返し端とをそれぞれが有する互いに近
    接して配置された一対のループコイル又は切換えにより
    該接続端と該折返し端が入れ替る２つの切換え状態をも
    つ１本のループコイルを設置し、 前記位置指示器が、一方のループコイル又は一方の切換
    え状態の少なくとも前記折返し端を含む領域上にある場
    合に、他方のループコイル又は他方の切換え状態により
    前記発生する信号を受信し、又は該信号を発生するため
    に送信することを特徴とする位置検出方法。
29. 【請求項２９】 前記少なくとも折返し端を含む領域
    が、前記電磁結合手段の中央から該折返し端までの領域
    である請求項２８に記載の位置検出方法。