JP4419305B2 - 座標読み取り装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、座標読み取り装置に係り、詳しくは、所定の周波数の交番磁界を発生する発振コイルを備えた筆記具（ペン、イレーサ等）と、前記交番磁界と磁気結合可能な複数のループコイルをＸＹ方向に等間隔かつ平行に敷設したボードとを備え、前記筆記具を前記ボードに押し当てたときに当該筆記具から送出される交番磁界により誘起される前記ループコイルの誘起電圧値に基づいて、当該筆記具のボード上の位置座標を読み取る座標読み取り装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、交番磁界を発生する発振コイルを備えた電子ペンにより、ＸＹ方向に複数のループコイルが敷設されたホワイトボード上に文字や図形を描くと、電子ペンが発生する交番磁界とループコイルに誘起される電圧値との関係から、電子ペンにより描いた文字や図形の位置座標を読み取って、この結果をパーソナルコンピュータ（以下、「ＰＣ」という。）や、プリンタに出力することができる様になった電子黒板システムが提案されている。
【０００３】
この様な電子黒板システムにおいては、電子ペンの電圧値が低下するなどすると、ループコイルに発生する誘起電圧の値が低下するため、そのままでは位置座標を誤って読み取ってしまうという問題がある。
【０００４】
そこで、本出願人は、あるループコイルの両隣のループコイルに生じる誘起電圧値が等しくなる様な位置にペンがあるとき、中央のループコイルに最高誘起電圧が生じるという関係を用いて、その最高誘起電圧の実測値と理想値との差を求めてキャリブレーションを実行する様にした座標読み取り措置を提案している（特願平１１−３２３４７６号）。
【０００５】
この提案による座標読み取り装置によれば、キャリブレーションを実行することにより、ペンの電圧値が低下している場合にも、正しく座標を読み取ることができる点で優れたものであった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、あるループコイルの両隣のループコイルに生じる誘起電圧が等しくなる場合というのは、これら両隣のループコイルに生じる誘起電圧がほぼ最低電圧となる状態に該当するため、ノイズ等の影響により、正確に、キャリブレーションを実行できないおそれがあるという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、上述の問題を解決し、精度良くキャリブレーションを実行できる様にすることを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためになされた本発明の座標読み取り装置は、請求項１に記載の様に、所定の周波数の交番磁界を発生する発振コイルを備えた筆記具と、前記交番磁界と磁気結合可能な複数のループコイルをＸＹ方向に等間隔かつ平行に敷設したボードとを備え、前記筆記具を前記ボードに押し当てたときに当該筆記具から送出される交番磁界により誘起される前記ループコイルの誘起電圧値に基づいて、当該筆記具のボード上の位置座標を読み取る座標読み取り装置において、前記複数のループコイルのうち、それらの間に３つのループコイルが存在する任意の２つのループコイル同士で誘起電圧値が等しくなる様な５つのループコイルの中央のループコイルの誘起電圧値を、前記筆記具の位置検出を行うための最大誘起電圧値とみなすキャリブレーション手段を備えていることを特徴とし、さらに、各ループコイルの最大誘起電圧を生じる位置からの距離と当該ループコイルあるいは当該ループコイルと所定関係にあるループコイルが生じる誘起電圧値との関係を対応づけたテーブルデータをあらかじめ記憶しておき、前記筆記具が前記ボードに押し当てられているときの最大誘起電圧を生じるループコイルあるいは当該ループコイルと所定関係にあるループコイルが生じる誘起電圧値に基づいて前記テーブルデータを検索することにより前記筆記具の位置座標を算出する位置座標算出手段と、前記キャリブレーション手段により最大誘起電圧値とみなされた電圧値に基づいて、前記位置座標算出手段の算出する位置座標を補正する補正手段とを備えていることを特徴とする。
【０００９】
この請求項１の座標読み取り装置によれば、筆記具をボードに押し当てて文字や図形を描いた場合に、キャリブレーション手段が、複数のループコイルのうちの任意のループコイルの２つ隣のループコイル同士の誘起電圧値が等しくなる点における中央のループコイルの誘起電圧値を、筆記具の位置検出を行うための最大誘起電圧値とみなす様にする。これにより、筆記具の電池電圧が低下するなどして最大誘起電圧が低下した場合にも、実際の最大誘起電圧をループコイルに発生する誘起電圧とみなすことができ、電池電圧の低下を補正して筆記具の位置座標を正確に読み取ることがができる。また、位置座標算出手段は、各ループコイルの最大誘起電圧を生じる位置からの距離と当該ループコイルあるいは当該ループコイルと所定関係にあるループコイルが生じる誘起電圧値との関係を対応づけたテーブルデータをあらかじめ記憶しておき、筆記具がボードに押し当てられているときの最大誘起電圧を生じるループコイルあるいは当該ループコイルと所定関係にあるループコイルが生じる誘起電圧値に基づいてテーブルデータを検索することにより筆記具の位置座標を算出する。そして、補正手段が、キャリブレーション手段により最大誘起電圧値とみなされた電圧値に基づいて、位置座標算出手段の算出する位置座標を補正する。これらの処理により、電池電圧が低下していても筆記具の位置座標を精度良く読み取ることができる。
【００１０】
また、請求項２の座標読み取り装置は、所定の周波数の交番磁界を発生する発振コイルを備えた筆記具と、前記交番磁界と磁気結合可能な複数のループコイルをＸＹ方向に等間隔かつ平行に敷設したボードとを備え、前記筆記具を前記ボードに押し当てたときに当該筆記具から送出される交番磁界により誘起される前記ループコイルの誘起電圧値に基づいて、当該筆記具のボード上の位置座標を読み取る座標読み取り装置において、前記複数のループコイルのうちの任意のループコイルを中央に挟んで敷設されている２つのループコイル同士の誘起電圧の２次ピーク付近の値が等しくなる点における中央のループコイルの誘起電圧値を、前記筆記具の位置検出を行うための最大誘起電圧値とみなすキャリブレーション手段を備えていることを特徴とする。
【００１１】
この請求項２の座標読み取り装置によれば、キャリブレーション手段は、複数のループコイルのうちの任意のループコイルを中央に挟んで敷設されている２つのループコイル同士の誘起電圧の２次ピーク付近の値が等しくなる点における中央のループコイルの誘起電圧値を、筆記具の位置検出を行うための最大誘起電圧値とみなす様にしている。この請求項２の座標読み取り装置においても、筆記具の電池電圧が低下するなどして最大誘起電圧が低下した場合にも、実際の最大誘起電圧をループコイルに発生する誘起電圧とみなすことができ、電池電圧の低下を補正して筆記具の位置座標を正確に読み取ることがができる。
【００１２】
また、請求項３の座標読み取り装置は、請求項１又は請求項２記載の座標読み取り装置において、前記複数のループコイルは、隣同士でそれぞれの幅の１／２の幅が重なり合う様に敷設されていることを特徴とする。
【００１３】
この請求項３の座標読み取り装置によれば、ボードに敷設される複数のループコイルは、隣同士でそれぞれの幅の１／２の幅が重なり合う様に敷設されているので、上述した様なキャリブレーションを効果的に実施することができる。
【００１４】
また、請求項４の座標読み取り装置は、請求項２記載の座標読み取り装置において、各ループコイルの最大誘起電圧を生じる位置からの距離と当該ループコイルあるいは当該ループコイルと所定関係にあるループコイルが生じる誘起電圧値との関係を対応づけたテーブルデータをあらかじめ記憶しておき、前記筆記具が前記ボードに押し当てられているときの最大誘起電圧を生じるループコイルあるいは当該ループコイルと所定関係にあるループコイルが生じる誘起電圧値に基づいて前記テーブルデータを検索することにより前記筆記具の位置座標を算出する位置座標算出手段と、前記キャリブレーション手段により最大誘起電圧値とみなされた電圧値に基づいて、前記位置座標算出手段の算出する位置座標を補正する補正手段とを備えていることを特徴とする。
【００１５】
この請求項４の座標読み取り装置によれば、位置座標算出手段は、各ループコイルの最大誘起電圧を生じる位置からの距離と当該ループコイルあるいは当該ループコイルと所定関係にあるループコイルが生じる誘起電圧値との関係を対応づけたテーブルデータをあらかじめ記憶しておき、筆記具がボードに押し当てられているときの最大誘起電圧を生じるループコイルあるいは当該ループコイルと所定関係にあるループコイルが生じる誘起電圧値に基づいてテーブルデータを検索することにより筆記具の位置座標を算出する。そして、補正手段が、キャリブレーション手段により最大誘起電圧値とみなされた電圧値に基づいて、位置座標算出手段の算出する位置座標を補正する。これらの処理により、電池電圧が低下していても筆記具の位置座標を精度良く読み取ることができる。
【００１６】
また、請求項５の座標読み取り装置は、請求項１〜請求項４のいずれか記載の座標読み取り装置において、各ループコイルの最大誘起電圧を生じる位置からの距離と当該ループコイルに生じる誘起電圧値との関係を対応付けたテーブルデータを予め記憶しておき、前記筆記具が前記ボードに押し当てられているときに最大の誘起電圧を生じるループコイルの誘起電圧値に基づいて前記テーブルデータを検索することにより前記筆記具の位置座標を算出する位置座標算出手段と、前記キャリブレーション手段により最大誘起電圧値とみなされた電圧値と前記テーブルデータ中の最大電圧値との比に基づいて、前記位置座標算出手段の算出する位置座標を補正する補正手段とを備えていることを特徴とする。
【００１７】
この請求項５の座標読み取り装置によれば、位置座標算出手段は、各ループコイルの最大誘起電圧を生じる位置からの距離と当該ループコイルに生じる誘起電圧値との関係を対応付けたテーブルデータを予め記憶しておき、筆記具がボードに押し当てられているときに最大の誘起電圧を生じるループコイルの誘起電圧値に基づいてテーブルデータを検索することにより筆記具の位置座標を算出する。そして、補正手段が、キャリブレーション手段により最大誘起電圧値とみなされた電圧値とテーブルデータ中の最大電圧値との比に基づいて、位置座標算出手段の算出する位置座標を補正する。これらの処理により、電池電圧が低下していても筆記具の位置座標を精度良く読み取ることができる。
【００１８】
また、請求項６の座標読み取り装置は、請求項１〜請求項４のいずれか記載の座標読み取り装置において、各ループコイルの最大誘起電圧を生じる位置からの距離と、当該ループコイル間に生じる誘起電圧値の差との関係を対応付けたテーブルデータを予め記憶しておき、前記筆記具が前記ボードに押し当てられているときの最大の誘起電圧を生じるループコイルとこれに隣接するループコイルの生じる誘起電圧の差に基づいて前記テーブルデータを検索することにより前記筆記具の位置座標を算出する位置座標算出手段と、前記キャリブレーション手段により最大誘起電圧値とみなされた電圧値とこの電圧値を生じたループコイルに隣接するループコイルの生じる誘起電圧値との差と前記テーブルデータ中の最大差電圧値との比に基づいて、前記位置座標算出手段の算出する位置座標を補正する補正手段とを備えていることを特徴とする。
【００１９】
この請求項６の座標読み取り装置によれば、位置座標算出手段が、各ループコイルの最大誘起電圧を生じる位置からの距離と、当該ループコイル間に生じる誘起電圧値の差との関係を対応付けたテーブルデータを予め記憶しておき、筆記具がボードに押し当てられているときの最大の誘起電圧を生じるループコイルとこれに隣接するループコイルの生じる誘起電圧の差に基づいてテーブルデータを検索することにより筆記具の位置座標を算出する。そして、補正手段が、キャリブレーション手段により最大誘起電圧値とみなされた電圧値とこの電圧値を生じたループコイルに隣接するループコイルの生じる誘起電圧値との差とテーブルデータ中の最大差電圧値との比に基づいて、位置座標算出手段の算出する位置座標を補正する。これらの処理により、電池電圧が低下していても筆記具の位置座標を精度良く読み取ることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の座標入力装置を、好ましい実施の形態である電子黒板１により説明する。この説明で、電子黒板１とは、筆記具であるペン６０により座標読み取りボードである筆記パネル１０の筆記面２１ａ上に手書き文字や図形などを描くと、ペン６０の筆記面２１ａ上の位置を、筆記パネル１０の内部に敷設した複数のループコイル２３により磁気結合して、その座標を読み取るものをいう。
【００２１】
図１は、電子黒板１の主要構成を示す外観斜視図である。図１に示す様に、電子黒板１には、筆記パネル１０と、筆記面２１ａに筆記を行うためのペン６０と、筆記された軌跡及びその軌跡を示すデータを消去するためのイレーサ４０とが備えられている。筆記パネル１０には、枠状のフレーム１１が設けられている。そして、このフレーム１１に、筆記パネル本体２０が組み込まれている。フレーム１１の前面下端には、その下端に沿って板状の台１２が組み込まれている。台１２の上面には、ペン６０を差して収容するための複数の凹部１２ａが形成されている。そして、この凹部１２ａの右側には、イレーサ４０などを置くための平面部１２ｂが形成されている。
【００２２】
フレーム１１の前面右側には、操作部３０が設けられている。この操作部３０には、操作音や警告音等の音を再生するスピーカ３１と、筆記面２１ａに筆記された内容を示すデータ（以下、「筆記データ」という。）を記憶したページ数を７セグメントのＬＥＤによって表示するページ表示ＬＥＤ３２と、押す毎に１ページずつ戻るページ戻りボタン３３と、押す毎に１ページずつ送るページ送りボタン３４と、押す毎に記憶されている筆記データを１ページずつ消去する消去ボタン３５と、記憶されている筆記データをプリンタ２００（図２参照）へ出力するために押すプリンタ出力ボタン３６と、記憶されている筆記データをパーソナルコンピュータ（以下、「ＰＣ」という。）１００（図２参照）へ出力するために押すＰＣ出力ボタン３７と、ペン６０の電池切れを報知する電池切れ報知用ＬＥＤ３９と、この電子黒板１を起動するために押す電源ボタン３８とが設けられている。
【００２３】
フレーム１１の前面下部には、この電子黒板１の電源となる単２乾電池１４ａを４本収容するバッテリーケース１４が設けられている。そして、このバッテリーケース１４の前面には、蓋１４ｂが開閉可能に取り付けられている。バッテリーケース１４の右側には、スピーカ３１のボリューム調節つまみ１３ｃが設けられ、さらにその右側にはコネクタ１３ｂ，１３ａが設けられている。図２は、電子黒板１にＰＣ１００とプリンタ２００とを接続した状態を示す図である。この図２に示すように、コネクタ１３ｂには、プリンタ２００と接続された接続ケーブル２０４のプラグ２０２が接続され、コネクタ１３ａには、ＰＣ１００と接続された接続ケーブル１０４のプラグ１０２が接続される。かかる接続により、電子黒板１の筆記面２１ａに筆記された内容を示す筆記データをＰＣ１００へ出力して、ＰＣ１００のモニタ１０３に表示したり、あるいは、筆記データをプリンタ２００へ出力して、印刷用紙２０３に印刷することができる。
【００２４】
また、図１に示すようにフレーム１１の裏面上端の両端部には、この電子黒板１を壁に掛けるための金具１５，１５が取り付けられている。ここで、本実施の形態の筆記面２１ａの高さＨ１は９００ｍｍであり、幅Ｗ１は６００ｍｍである。また、フレーム１１及び台１２は、ＰＰ（ポリプロピレン）等の合成樹脂により軽量に形成されており、電子黒板１の総重量は１０ｋｇ以下である。
【００２５】
次に、筆記パネル本体２０の構造について図３を参照して説明する。図３は、筆記パネル本体２０の各構成部材を示す説明図である。筆記パネル本体２０は、筆記面２１ａを構成する筆記シート２１と、板状のパネル２２と、ループコイル２３が敷設された枠形状の取り付けパネル２４と、板状のバックパネル２５とを順に積層した構造を有している。この実施の形態では、筆記シート２１は、張り合わされたＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムにより厚さ０．１ｍｍに形成されており、パネル２２は、アクリル樹脂、ＡＢＳ（アクリルニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体）、ＰＣ（ポリカーボネート）等により厚さ３．０ｍｍに形成されている。また、取り付けパネル２４は、発泡スチロール等の発泡樹脂製材料により厚さ４０ｍｍに形成されており、バックパネル２５は、アルミニウム等の導電性材料により厚さ１．０ｍｍに形成されている。なお、筆記パネル本体２０の各端部を挟持するフレーム１１（図１参照）の全体の厚さは５０ｍｍである。
【００２６】
次に、図４を参照して、ループコイル２３の構成について説明する。図４（ａ）は、図３に示すループコイル２３の構成を一部省略して示した説明図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示すループコイル２３の幅及び重ねピッチを示す説明図である。なお、以下の説明では、ループコイル２３のうちＸ軸方向に配列されたループコイルをＸコイルと称し、Ｙ軸方向に配設されたループコイルをＹコイルと称している。また、図４（ａ）では、各ループコイル２３の重なり方を見易くするために、各ループコイル２３の重なり部分に僅かな隙間を設けて図示しているが、実際にはこの隙間はない。
【００２７】
図４（ａ）に示す様に、Ｘ軸方向には、ペン６０及びイレーサ４０の（Ｘ，Ｙ）座標のＸ座標を検出するためのＸコイルがｍ本（Ｘ１〜Ｘｍ）配設されており、また、Ｙ軸方向には、Ｘコイルと直交して、Ｙ座標を検出するためのＹコイルがｎ本（Ｙ１〜Ｙｎ）配設されている。Ｘコイルの各端子２３ａは、後述するＸコイル切替え回路５０ａに接続されており、Ｙコイルの各端子２３ｂは、後述するＹコイル切替え回路５０ｂに接続されている（図７参照）。Ｘコイル及びＹコイルは、それぞれ略矩形状に形成されており、矩形部分の長辺の長さは、それぞれＰ２Ｙ，Ｐ２Ｘとされている。
【００２８】
図４（ｂ）に示す様に、Ｘコイルの矩形部分の短辺の長さは、幅Ｐ１に形成され、隣接するＸコイルは、幅Ｐ１の１／２ピッチでそれぞれ重ねられている。同様に、Ｙコイルの矩形部分の短辺の長さもそれぞれ幅Ｐ１に形成されており、隣接するＹコイルは、幅Ｐ１の１／２ピッチでそれぞれ重ねられている。この実施の形態では、Ｐ１＝５０ｍｍ、Ｐ２Ｘ＝６８０ｍｍ、Ｐ２Ｙ＝９８０ｍｍである。また、ｍ＝２２、ｎ＝３４である。さらに、Ｘコイル及びＹコイルは、共に表面に絶縁皮膜層（例えば、エナメル層）を有する直径０．３４５ｍｍの銅線により形成されている。
【００２９】
次に、図５及び図６を参照して、筆記面２１ａ上のペン６０の位置座標の検出方式について説明する。図５（ａ）は、Ｘコイル（Ｘ１〜Ｘ３）の一部を示す説明図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示すＸコイル（Ｘ１〜Ｘ３）に発生する電圧と幅方向の距離との関係を示すグラフであり、図５（ｃ）は、図５（ａ）に示すＸコイル（Ｘ１〜Ｘ３）の相互に隣接するループコイル間の電圧差を示すグラフである。また、図６（ａ）は、位置座標テーブルをグラフ化して示す説明図であり、図６（ｂ）は、位置座標テーブルの説明図であり、図６（ｃ）は、各Ｘコイルから検出した検出値の記憶状態を示す説明図である。なお、図５（ａ）では、Ｘコイル（Ｘ１〜Ｘ３）の重なり方を見易くするために、その重なり部分に僅かな隙間を設けて図示している。
【００３０】
コイル幅Ｐ１は５０ｍｍであるから、Ｐ１・１／４＝１２．５ｍｍである。図５（ｃ）において、電圧差（ｅｘ１−ｅｘ２）の特性を示す部分（実線で描いた部分）を８ｂｉｔのデジタルデータに変換すると、図６（ａ）に示すグラフが得られる。このグラフをテーブル形式に変換したものが、図６（ｂ）に示す位置座標テーブル５８ａである。この位置座標テーブル５８ａは、ＲＯＭ５８（図７参照）に記憶されており、ペン６０の位置座標の演算に用いられる。
【００３１】
よって、例えば、ペン６０が点Ｑ２に存在する場合、電圧差（ｅｘ１−ｅｘ２）を検出し、その検出結果に基づいて位置座標テーブル５８ａを参照することにより、中心Ｃ１から点Ｑ２までの距離△Ｘ１がわかるので、点Ｑ２のＸ座標を求めることができるのである。なお、位置座標の算出の際に基準となるＸコイルは、図６（ｃ）に示す電圧値記憶エリア５９ａを用いて、次のように決定される。即ち、すべてのＸコイル（Ｘ１〜Ｘｍ）をスキャンして、そのスキャンした電圧値ｅ１〜ｅｍを電圧値記憶エリア５９ａに一旦記憶する。そして、記憶された電圧値ｅ１〜ｅｍの中から最大の電圧値を示すＸコイルを、位置座標の基準となるＸコイルとするのである。上述した事例では、かかる処理によって、Ｘ１のＸコイルが位置座標の基準とされている。
【００３２】
図７及び図８を参照して、電子黒板１の主な電気的構成及び座標読み取り処理について説明する。図７は、電子黒板１の電気的構成を示したブロック図であり、図８は、電子黒板１の座標読み取り処理を示したフローチャートである。
【００３３】
制御部２に設けられたＣＰＵ５６は、Ｘコイル（Ｘ１〜Ｘｍ）を順に選択するコイル選択信号を入出力回路（Ｉ／Ｏ）５３を介してＸコイル切替え回路５０ａに出力することにより、Ｘコイル（Ｘ１〜Ｘｍ）のスキャンを行う（Ｓ３０２）。ペン６０から発生した交番磁界と、いずれかのＸコイルとの磁気結合によって発生した信号は、増幅器５０ｃによって増幅され、その増幅信号は、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）５０ｄによって不要な帯域が濾波され、振幅検波回路５１によって振幅検波される。その振幅検波された信号は、Ａ／Ｄ変換回路５２によって振幅、つまり電圧値に対応したデジタル信号に変換され、入出力回路５３を介してＣＰＵ５６に入力される。
【００３４】
ＣＰＵがペン６０を検出したと判定すると（Ｓ３０４：Ｙｅｓ）、Ｘコイル（Ｘ１〜Ｘｍ）をスキャンして入力されたデジタル信号によって示されるそれぞれの電圧値を、ＲＡＭ５９のＸコイル用の電圧値記憶エリア５９ａ（図６（ｃ）参照）に順次記憶していく（Ｓ３０６）。そして、バンドパスフィルタ５０ｄから出力された信号をリミッタ回路５４によって方形波のリミッタ出力信号に変換し、その後、ＦＳＫ復調回路５５に出力することにより、ペン属性（ペンの太さや色の情報）が判定される（Ｓ３０８，Ｓ３１０）。続いて、後に詳述するキャリブレーションを実行した後、ＣＰＵ５６は、ＲＡＭ５９に記憶された各電圧値及びキャリブレーションの結果得られたオフセット量に基づいてペン６０のＸ座標を演算する（Ｓ３１４）。
【００３５】
ペン６０のＸ座標の演算が完了したら、各Ｙコイル（Ｙ１〜Ｙｎ）のスキャンを実行し（Ｓ３１６）、各Ｙコイルから検出した電圧値をＲＡＭ５９のＹコイル用の電圧値記憶エリアに記憶する（Ｓ３１８）。そして、ＣＰＵ５６は、前述のＳ３１４におけるＸ座標の演算と同じ手法を用いて、ペン６０のＹ座標を演算する（Ｓ３２０）。
【００３６】
そして、Ｓ３１０で判定されたペン属性を、ペン６０のＸ座標、Ｙ座標と対応付けて、ＲＡＭ５９の所定のエリアに記憶される（Ｓ３２２）。なお、Ｓ３０２の処理により、ＣＰＵ５６がペン６０を検出しなかったと判定した場合には（Ｓ３０４：Ｎｏ）、Ｓ３０６〜Ｓ３２２の各処理をスキップして、この座標読み取り処理を終了する。
【００３７】
ＣＰＵ５６は、操作部３０に設けられた各種ボタン（図１参照）の操作により発生するスイッチング信号をＩ／Ｆ回路５７を介して取り込み、ＲＡＭ５９に格納されている位置座標データを記憶するページをページ単位で戻したり、送ったり、あるいは位置座標データをページ単位で消去する等のページ処理を実行する。また、ＣＰＵ５６は、操作部３０に設けられた各種ボタンが押された際に発生するスイッチング信号に基づいて音声回路３１ａを動作させて、スピーカ（ＳＰ）３１から「ピー」、「ピッ」等の操作音を発声させる。
【００３８】
次に、図９を参照して、ペン６０の構成を説明する。図９は、ペン６０の内部構造を示した側断面図である。図９に示す様に、ペン６０には円筒形状の胴体部６１ａと、この胴体部６１ａの後端に着脱可能に取り付けられた蓋６１ｃとが設けられている。胴体部６１ａの内部には、コイルＬ１と、矢印Ｆ２で示す方向に取り出し可能なインクカートリッジ６３と、このインクカートリッジ６３に挿入されたペン先６２と、回路基板６９と、この回路基板６９に電流を供給する電源である電池７０とが設けられている。このコイルＬ１は、内径が１５ｍｍ程度であり、直径１５ｍｍ程度で２００回巻きされた長さの銅線により環状に形成されている。また、コイルＬ１は、筆記面２１ａ（図１参照）と当接するペン先６２の先端から２０ｍｍ程度離して配置されている。
【００３９】
インクカートリッジ６３と回路基板６９との間には、回路基板６９への電流の供給及び遮断を行うための押しボタン式のスイッチ６７が設けられている。スイッチ６７は、ペン先６２を筆記面２１ａ（図１参照）に押し付け、インクカートリッジ６３が矢印Ｆ１で示す方向へ移動するとオフし、筆記を中止すると、スイッチ６７内のコイルバネ６７ｄ（図１０参照）により矢印Ｆ２で示す方向へ戻りオンする、いわゆるプッシュオフスイッチで構成されている。回路基板６９への電流の供給は、スイッチ６７がオフした場合に行われる。
【００４０】
ここで、図１０から図１２を参照して、プッシュオフタイプのスイッチ６７について詳述する。図１０は、ペン６０におけるスイッチ６７の部分の構成を模式的に示した図である。図１０に示す様に、スイッチ６７は、電気的に分離された一対の金属製プレート６７ａ，６７ｂと、そのプレート６７ａ，６７ｂ間に摺動自在に配設され、その一対のプレート６７ａ，６７ｂを電気的に導通又は非導通とさせる断面形状Ｔ字形の金属製の軸６７ｃと、その軸６７ｃを一方向（インクカートリッジ６３またはペン先６２の方向）へ付勢するコイルバネ６７ｄと、一対のプレート６７ａ，６７ｂを絶縁しつつ、軸６７ｃの摺動を案内する非導電性の樹脂フレーム６７ｅとにより構成されている。
【００４１】
図１０（ａ）は、非筆記中、即ちペン先６２を筆記面２１ａから離した状態を図示しており、かかる場合には、軸６７ｃはコイルバネ６７ｄによりペン先６２側（インクカートリッジ６３側）へ付勢される。その結果、軸６７ｃのＴ字形の上端部がプレート６７ａ，６７ｂとそれぞれ接触し、両プレート６７ａ，６７ｂを導通させる。これがスイッチオンの状態であり、スイッチオンの場合には、図１０（ａ）に示すように、矢印方向に電流が流れる。
【００４２】
一方、図１０（ｂ）は、筆記中、即ちペン先６２を筆記面２１ａに押圧した状態を図示しており、かかる場合には、筆記時の押圧力によって、軸６７ｃはコイルバネ６７ｄの付勢力に反して回路基板６９側へ付勢される。その結果、軸６７ｃのＴ字形の上端部はプレート６７ａ，６７ｂから離れて、プレート６７ａとプレート６７ｂとを非導通とする。これがスイッチオフ状態であり、図１０（ｂ）に示すように、電流は流れない。なお、回路基板６９への電流の供給は、スイッチ６７がオフの場合に行われ、オンの場合には行われない。これを図１１を参照して説明する。
【００４３】
図１１は、かかるプッシュオフタイプのスイッチ６７と回路基板６９と電池７０との関係を示した回路図である。図１１（ａ），（ｂ）に示す様に、電池７０のプラス側端子には、抵抗Ｒ１０の一端と、回路基板６９のプラス側端子とが接続されている。回路基板６９のマイナス側端子は、Ｎ−ＭＯＳ電界効果トランジスタＦＥＴ１０のドレイン端子Ｄに接続され、その電界効果トランジスタＦＥＴ１０のゲート端子Ｇは、抵抗Ｒ１０の他端とスイッチ６７の一端とに接続されている。また、電界効果トランジスタＦＥＴ１０のソース端子Ｓは、スイッチ６７の他端と電池７０のマイナス側端子とに接続されている。
【００４４】
図１１（ａ）は、非筆記中、即ちスイッチ６７がオンされた状態を図示している。スイッチ６７がオンされた状態では、電界効果トランジスタＦＥＴ１０のゲート端子Ｇは、電池７０のマイナス側端子に接続されて０ボルトとされるので、そのドレイン端子Ｄとソース端子Ｓ間には電流が流れず、電界効果トランジスタＦＥＴ１０はオフされている。よって、図１１（ａ）の矢印に示すように、電流は、電池７０から抵抗Ｒ１０、スイッチ６７、電池７０の順に流れ、回路基板６９には流れない。
【００４５】
一方、図１１（ｂ）は、筆記中、即ちスイッチ６７がオフされた状態を図示している。スイッチ６７がオフされた状態では、電界効果トランジスタＦＥＴ１０のゲート端子Ｇには、抵抗Ｒ１０を介して電池７０の電圧が印可されるので、電界効果トランジスタＦＥＴ１０がオンされ、そのドレイン端子Ｄとソース端子Ｓ間には電流が流れる。よって、図１１（ｂ）の矢印に示すように、電流は、電池７０から回路基板６９、電界効果トランジスタＦＥＴ１０のドレイン端子Ｄ、ソース端子Ｓ、電池７０の順に流れ、回路基板６９へ電流が供給される。
【００４６】
このようにプッシュオフタイプのペン６０で筆記を行うと、スイッチ６７がオフとなって、回路基板６９へ電流が供給される。スイッチ６７は、通常のコンタクトスイッチをオンする場合に比べて、僅かな押圧力でオフすることができるので、使用者の筆圧が小さい場合にも、スイッチ６７を確実にオフして、回路基板６９へ電流を供給することができる。
【００４７】
なお、上述する通り、電流は筆記時のみならず非筆記時にも流れるので、電池７０の寿命（使用可能期間）が問題となる。そこで、図１２に、抵抗Ｒ１０と電池７０の使用可能期間との関係を表にして示す。本実施の形態で使用可能な電池としては、容量１６０ｍＡｈの酸化銀電池ＳＲ４４と、容量１０５ｍＡｈのアルカリ電池ＬＲ４４とがあるが、図１２に示す通り、抵抗Ｒ１０が１００ｋΩの場合、ペン６０の非使用時（非筆記時）における消費電流は１５．３μＡであり、電池７０の使用可能期間は、ＳＲ４４で１．２１年、ＬＲ４４で０．７９年である。・・・また、抵抗Ｒ１０が１０ＭΩの場合、ペン６０の非使用時（非筆記時）における消費電流は０．２μＡであり、電池７０の使用可能期間は、ＳＲ４４で９２．６年、ＬＲ４４で６０．８年である。例えば、抵抗Ｒ１０が２００ｋΩを使用すると、ＳＲ４４で２．４３年、ＬＲ４４で１．６０年の使用可能期間を有するので、電池７０の寿命に関して問題はない。
【００４８】
次に、図１３を参照して、ペン６０の回路基板６９の構成を説明する。回路基板６９は、主に、ＬＣ発振回路６９ｃと、ＦＳＫ回路６９ｄと、ＣＲ発振回路６９ｅとにより構成されている。ＣＲ発振回路６９ｅは、ペンの色や太さなどのペン属性を区別するために、その属性毎に異なる変調周波数ｆｍを発振させる回路である。ＬＣ発振回路６９ｃは、ＣＲ発振回路６９ｅから発振された変調周波数ｆｍの信号を搬送する搬送波Ｓ１を発振するための回路である。また、ＦＳＫ回路６９ｄは、ＬＣ発振回路６０ｃの発振周波数をＣＲ発振回路６９ｅの変調周波数ｆｍによってＦＳＫ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）変調するための回路である。ＬＣ発振回路６９ｃの搬送波Ｓ１の周波数ｆｃは、ＣＲ発振回路６９ｅの変調周波数ｆｍの１／２周期毎に、ＦＳＫ回路６９ｄによって、周波数ｆｃ１と周波数ｆｃ２との２種類の周波数に切り替えられる。
【００４９】
ＬＣ発振回路６９ｃは、インバータＩＣ１と、帰還抵抗である１ＭΩの抵抗Ｒ１と、発振コイルであるコイルＬ１と、２つの１２００ｐＦのコンデンサＣ１，Ｃ２とにより構成されている。インバータＩＣ１と抵抗Ｒ１とコイルＬ１とは、それぞれ並列に接続されており、インバータＩＣ１の入力端子にはコンデンサＣ１の一端が接続され、一方、インバータＩＣ１の出力端子には、コンデンサＣ２の一端が接続されている。また、両コンデンサＣ１，Ｃ２の他端は共に接地されている。このＬＣ発振回路６９ｃのコイルＬ１の発振周波数ｆｃ（次述するＦＳＫ回路６９ｄの電界効果トランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２がオフされた状態の搬送波Ｓ１の周波数ｆｃ１）は、コイルＬ１のインダクタンスとコンデンサＣ１，Ｃ２の容量とにより定まる時定数に従って決定される。
【００５０】
ＦＳＫ回路６９ｄは、２つの１８０ｐＦのコンデンサＣ３，Ｃ４と、２つのＮ−ＭＯＳ電界効果トランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２とにより構成されている。コンデンサＣ４の一端は、ＬＣ発振回路６９ｃのインバータＩＣ１の入力端子に接続され、そのコンデンサＣ４の他端は、電界効果トランジスタＦＥＴ２のドレイン端子Ｄに接続されている。電界効果トランジスタＦＥＴ２のソース端子Ｓは接地され、また、そのゲート端子Ｇは、ＣＲ発振回路６９ｅの出力端に接続されている。一方、コンデンサＣ３の一端は、ＬＣ発振回路６９ｃのインバータＩＣ１の出力端子に接続され、そのコンデンサＣ３の他端は、電界効果トランジスタＦＥＴ１のドレイン端子Ｄに接続されている。電界効果トランジスタＦＥＴ１のソース端子Ｓは接地され、また、ゲート端子Ｇは、ＣＲ発振回路６９ｅの出力端に接続されている。
【００５１】
このＦＳＫ回路６９ｄの電界効果トランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２は、ＣＲ発振回路６９ｅからハイ電圧が出力され、そのハイ電圧が両ゲートＧに印加されると、ドレイン端子Ｄからソース端子Ｓへ電流が流れてオンする。電界効果トランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２がオンすると、コンデンサＣ３，Ｃ４がＬＣ発振回路６９ｃに接続される。逆に、電界効果トランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２がオフすると、コンデンサＣ３，Ｃ４がＬＣ発振回路６９ｃから非接続とされる。コンデンサＣ３，Ｃ４がＬＣ発振回路６９ｃに接続されると、ＬＣ発振回路６９ｃのコンデンサ容量が変化するので時定数も変化し、その結果、コイルＬ１の発振周波数ｆｃ（搬送波Ｓ１の周波数）は、周波数ｆｃ１から周波数ｆｃ２に変化する。即ち、ＦＳＫ回路６９ｄによって、次述するＣＲ発振回路６９ｅの１／２周期毎に、ＬＣ発振回路６９ｃの発信周波数ｆｃが周波数ｆｃ１と周波数ｆｃ２とで切り替えられる。なお、電界効果トランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２は、同一のタイミングでオンまたはオフするので、コンデンサＣ３，Ｃ４も同一のタイミングで、ＬＣ発振回路６９ｃに接続され、或いは、非接続とされる。
【００５２】
ＣＲ発振回路６９ｅは、２つのインバータＩＣ２，ＩＣ３と、１ＭΩの抵抗Ｒ２と、抵抗値を０Ω〜１ＭΩの範囲で変更可能な可変抵抗Ｒ３と、１００ｐＦのコンデンサＣ５とにより構成されている。インバータＩＣ２の出力端子は、インバータＩＣ３の入力端子に接続され、インバータＩＣ３の出力端子は、ＣＲ発振回路６９ｅの出力端としてＦＳＫ回路６９ｄの電界効果トランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２の各ゲート端子Ｇに接続されると共に、コンデンサＣ５の一端に接続されている。コンデンサＣ５の他端は、抵抗Ｒ２および可変抵抗Ｒ３の一端にそれぞれ接続され、抵抗Ｒ２の他端はインバータＩＣ２の入力端子に、可変抵抗Ｒ３の他端はインバータＩＣ２の出力端子およびインバータＩＣ３の入力端子に接続されている。
【００５３】
このＣＲ発振回路６９ｅの発振周波数、即ち、ペン６０の属性毎に異なる変調周波数ｆｍは、コンデンサＣ５の容量と抵抗Ｒ２及び可変抵抗Ｒ３の抵抗値に応じて決定されるので、可変抵抗Ｒ３の抵抗値を調整することにより変調周波数ｆｍを変更することができる。筆記パネル１０では、この変調周波数ｆｍの違いによりペンの属性を区別している。図１４に示す様に、変調周波数ｆｍは略４〜１０ｋＨｚの範囲で変更される。図１４において、「細」とはペン先６２が細いこと、「太」とはペン先６２が太いことを示しており、例えば、「黒太」とはペン先６２が太く黒色インクを使用するペン６０であることを示している。イレーサ４０もペン６０と同様に構成されており、１０ｋＨｚの変調周波数ｆｍが割り当てられて、ペン６０と区別されている。具体的には、変調周波数ｆｍが８．７ｋＨｚの場合には赤細のペン属性を示し、７．７ｋＨｚの場合には赤太のペン属性を示し、４．１ｋＨｚの場合には黒太のペン属性を示すのである。
【００５４】
次に、ＬＣ発振回路６９ｃとＦＳＫ回路６９ｄとＣＲ発振回路６９ｅとの全体の動作について説明する。図１５（ａ）は、ＣＲ発振回路６９ｅからロウ電圧が出力されている場合のＬＣ発振回路６９ｃの等価回路である。ＦＳＫ回路６９ｄの電界効果トランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２は共にオフされているので、コンデンサＣ３，Ｃ４はＬＣ発振回路６９ｃに非接続とされている。よって、この場合のＬＣ発振回路６９ｃの発信周波数、即ち、搬送波ｆｃ１は、ｆｃ１＝１／［２π｛（Ｌ１・Ｃ１・Ｃ２）／（Ｃ１＋Ｃ２）｝１／２ ］となる。
【００５５】
一方、図１５（ｂ）は、ＣＲ発振回路６９ｅからハイ電圧が出力されている場合のＬＣ発振回路６９ｃの等価回路である。ＦＳＫ回路６９ｄの電界効果トランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２は共にオンされているので、コンデンサＣ３，Ｃ４はＬＣ発振回路６９ｃに接続される。よって、この場合のＬＣ発振回路６９ｃの発振周波数、即ち、搬送波Ｓ１の周波数ｆｃ２は、ｆｃ２＝１／［２π｛（Ｌ１・Ｃ１・Ｃ２）／（Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３＋Ｃ４）１／２ ］となる。なお、本実施の形態においては、搬送波Ｓ１の中心周波数は４１０ｋＨｚ、周波数偏移は±１５ｋＨｚとしている。
【００５６】
ここで、ペン６０のコイルＬ１から搬送波Ｓ１に基づいた交番磁界が発生すると、筆記パネル１０において、この交番磁界と磁気結合した所定のループコイル２３に誘起電流が誘起される。誘起電流は、振幅検波回路５１により振幅検波され、その振幅検波された信号の電圧値が、Ａ／Ｄ変換回路５２によりサンプリングされてデジタル化されて記憶される。
【００５７】
次に、本実施の形態の特徴であるキャリブレーション処理について説明する。
【００５８】
まず最初に、各ループコイル２３に生じる電圧値の特性について説明する。図１６（ａ）に示す様に、任意のループコイル２３に着目して、ペン６０が当該ループコイル２３を横切って線を描いた状態を考える。すると、当該ループコイル２３に生じる誘起電圧は、同図（ｂ）に示す様に、ペン６０の位置変化をｘ軸とし誘起電圧の変化をｙ軸とすると、ペン６０がｘ軸に沿って移動する場合に上述のループコイル２３に生じる誘起電圧は、図示の様に、ループコイル２３の中心であるｘ＝ａにて１次ピークＰ１を示す。そして、ループコイルの両端であるｘ＝ｂ１，ｂ２でかなり小さくなるが最小値とはならない。最小値は、ループコイルの外側のｘ＝ｃ１，ｃ２において検出される。そして、さらに外側のｘ＝ｄ１，ｄ２にて２次ピークＰ２を生じる。以上の様に、ペン６０をｘ軸方向に移動させると、ループコイル２３に発生する電圧値は、図１６に示した通り、１次ピークＰ１と、２次ピークＰ２とを有する波形で表すことができる。
【００５９】
次に、５つのループコイルＸ１〜Ｘ５を取り上げ、ペン６０の位置と各ループコイルＸ１〜Ｘ５に生じる誘起電圧との関係を図示すると、図１７の様になる。図から明らかな様に、中央のループコイルＸ３の中心点に着目すると、ループコイルＸ３には最大電圧ｒ（Ｘ３）が生じ、その１つ隣のループコイルＸ２，Ｘ４に生じる誘起電圧は最小値付近ｒ１で等しくなり、さらに１つおいたループコイルＸ３の２つ隣のループコイルＸ１，Ｘ５に生じる誘起電圧は２次ピーク付近において等しい電圧値ｒ２となっていることが分かる。この結果、逆に、中央のループコイルＸ３における最大電圧ｒ（Ｘ３）は、両隣のループコイルＸ２，Ｘ４の交点及び２つ隣のループコイルＸ１，Ｘ５の交点の直上において出現するものといえる。
【００６０】
ここで、電圧値が小さいところでは、ノイズ等の影響によりその値が安定しないという問題があり、ループコイルＸ２，Ｘ４の交点（電圧値ｒ１）は信用性が低い。これに対し、２次ピーク値付近においてはかかる問題がないので、ループコイルＸ１，Ｘ５の交点（電圧値ｒ２）の信用性は高い。よって、ループコイルＸ３に最大値が生じているか否かを、ループコイルＸ１，Ｘ５において等しい電圧値ｒ２が検出されているか否かによって判定することができ、その信用性は十分に高いものであるといえる。
【００６１】
ところで、図１７において、中央のループコイルＸ３に生じる最大電圧ｒ（Ｘ３）は、ペン６０の電池電圧の低下や、各ペンの送信コイルの受信側ループコイル面からの高さのばらつきによって変化する。そこで、少なくともペン毎に誘起電圧の値を補正してやらないと、ループコイルＸ３に生じている誘起電圧の値からペンがループコイルＸ３内のどの位置にあるのかを正確に検出することができない。そのために、以下に説明するキャリブレーション及びＸ座標演算処理を実行する。
【００６２】
このキャリブレーション処理では、図１８のフローチャートに示す様に、まず最初に、Ｘコイルに生じる最高電圧値Ｒ（ｐｅａｋ）と、Ｒ（ｐｅａｋ）を検出しているＸコイルの両隣のＸコイルの内で電圧値の大きい方の電圧値Ｒ（ｐｅａｋ’）との差ｄｉｆｆを算出する（Ｓ４０２）。次に、先ほど最高電圧値Ｒ（ｐｅａｋ）を検出したＸコイルを中心として２つ隣のＸコイルの電圧値Ｒ（ｐｅａｋ−２）とＲ（ｐｅａｋ＋２）がほぼ同一の値になっているか否かを判定する（Ｓ４０４）。この判定において、Ｒ（ｐｅａｋ−２）とＲ（ｐｅａｋ＋２）とがほぼ同一であると判定された場合には（Ｓ４０４：ＹＥＳ）、キャリブレーション値ＲＥＦ１をｄｉｆｆとする（Ｓ４０６）。そして、電圧差ｄｉｆｆを、（ＲＥＦ／ＲＥＦ１）* ｄｉｆｆに置き換える（Ｓ４０８）。ここで、ＲＥＦは、ペン６０の電圧が１．５ＶのときのＲ（ｐｅａｋ）−Ｒ（ｐｅａｋ’）の値である。次に、図６（ａ）に示した様なｄｉｆｆと△Ｘとの関係をテーブル化したルックアップテーブルを用いて、Ｓ４０８で算出したｄｉｆｆに対応するオフセット量△Ｘを算出する（Ｓ４１０）。そして、Ｓ４１０で算出したオフセット量△Ｘと、Ｒ（ｐｅａｋ）を検出したＸコイルの中心位置のＸ座標データとに基づいて、Ｘ方向のペンの位置座標を算出する（Ｓ４１２）。
【００６３】
なお、Ｓ４０４でＮＯと判定された場合は、その時点で記憶している最新のキャリブレーション値ＲＥＦ１をＲＥＦ１に設定し（Ｓ４１４）、Ｓ４０８以下の処理を実行する。
【００６４】
以上の様にして、オフセット量△Ｘを算出するに当たり、ペン６０の現在の電圧に対応する様にキャリブレーションを実行した結果を用いることで、ペン６０のＸ座標を正確に演算することができる。
【００６５】
なお、Ｙ座標を演算するに当たっても、Ｘ座標について行ったと同様にキャリブレーションを実行してからオフセット量△Ｙを求める様にしている。これは、ＸコイルとＹコイルとが全く同じ様に構成されているとは限らないので、Ｙ座標を演算するに当たってもキャリブレーションを実行することがより望ましいからである。
【００６６】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内においてさらに種々の形態を採用することができることはもちろんである。
【００６７】
例えば、上述の実施の形態では、Ｘ座標だけでなくＹ座標についてもキャリブレーションを行うこととしたが、ＸコイルとＹコイルの構成がほぼ等しい場合にはいずれか一方についてだけ実行し、そのキャリブレーション結果に基づいて、Ｘ座標及びＹ座標を演算するためのオフセット量△Ｘ，△Ｙを求める様にしても構わない。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明した様に、本発明によれば、ループコイルに生じる誘起電圧値に基づいてペンの位置座標を読み取る様にした座標読み取り装置において、精度良くキャリブレーションを実行することができるという効果が発揮される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施の形態の電子黒板の主要構成を示した外観斜視図である。
【図２】 実施の形態の電子黒板にパーソナルコンピュータ及びプリンタを接続した状態を示す斜視図である。
【図３】 実施の形態の電子黒板における筆記パネル本体の角構成部材を示した斜視図である。
【図４】 実施の形態の電子黒板における筆記パネル本体内に敷設されたループコイルの構成を示す説明図である。
【図５】 実施の形態の電子黒板においてペンの位置とＸコイルに生じる電圧との関係を示す説明図である。
【図６】 （ａ）は実施の形態における位置座標テーブルをグラフ化して示した説明図であり、（ｂ）は同じく実施の形態における位置座標テーブルの説明図であり、（ｃ）は実施の形態における各Ｘコイルから検出した電圧値の記憶状態を示した説明図である。
【図７】 実施の形態の電子黒板の電気的構成を示したブロック図である。
【図８】 実施の形態における主要な制御処理の内容を示したフローチャートである。
【図９】 実施の形態におけるペンの内部構造を示した側断面図である。
【図１０】 実施の形態におけるペンのスイッチの部分を模式的に示した説明図である。
【図１１】 実施の形態におけるペンのスイッチと回路基板と電池との関係を示した回路図である。
【図１２】 抵抗と電池の使用可能期間との関係を示した説明図である。
【図１３】 実施の形態における回路基板の構成を示した回路図である。
【図１４】 実施の形態におけるペン属性と変調周波数の関係を示した説明図である。
【図１５】 実施の形態におけるＬＣ発振回路の等価回路図を示し、（ａ）はＣＲ発振回路からロウ信号が出力されている場合の回路図、（ｂ）はＣＲ発振回路からハイ信号が出力されている場合の回路図である。
【図１６】 実施の形態においてペンの位置とループコイルに発生する誘起電圧との関係を示す説明図である。
【図１７】 実施の形態においてペンの位置とループコイルに発生する誘起電圧との関係を示す説明図である。
【図１８】 実施の形態におけるキャリブレーション及びＸ座標演算処理の内容を示したフローチャートである。
【符号の説明】
１・・・電子黒板、１０・・・筆記パネル、２３・・・ループコイル、６０・・・ペン、６９・・・回路基板、７０・・・電池。
【発明の属する技術分野】
本発明は、座標読み取り装置に係り、詳しくは、所定の周波数の交番磁界を発生する発振コイルを備えた筆記具（ペン、イレーサ等）と、前記交番磁界と磁気結合可能な複数のループコイルをＸＹ方向に等間隔かつ平行に敷設したボードとを備え、前記筆記具を前記ボードに押し当てたときに当該筆記具から送出される交番磁界により誘起される前記ループコイルの誘起電圧値に基づいて、当該筆記具のボード上の位置座標を読み取る座標読み取り装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、交番磁界を発生する発振コイルを備えた電子ペンにより、ＸＹ方向に複数のループコイルが敷設されたホワイトボード上に文字や図形を描くと、電子ペンが発生する交番磁界とループコイルに誘起される電圧値との関係から、電子ペンにより描いた文字や図形の位置座標を読み取って、この結果をパーソナルコンピュータ（以下、「ＰＣ」という。）や、プリンタに出力することができる様になった電子黒板システムが提案されている。
【０００３】
この様な電子黒板システムにおいては、電子ペンの電圧値が低下するなどすると、ループコイルに発生する誘起電圧の値が低下するため、そのままでは位置座標を誤って読み取ってしまうという問題がある。
【０００４】
そこで、本出願人は、あるループコイルの両隣のループコイルに生じる誘起電圧値が等しくなる様な位置にペンがあるとき、中央のループコイルに最高誘起電圧が生じるという関係を用いて、その最高誘起電圧の実測値と理想値との差を求めてキャリブレーションを実行する様にした座標読み取り措置を提案している（特願平１１−３２３４７６号）。
【０００５】
この提案による座標読み取り装置によれば、キャリブレーションを実行することにより、ペンの電圧値が低下している場合にも、正しく座標を読み取ることができる点で優れたものであった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、あるループコイルの両隣のループコイルに生じる誘起電圧が等しくなる場合というのは、これら両隣のループコイルに生じる誘起電圧がほぼ最低電圧となる状態に該当するため、ノイズ等の影響により、正確に、キャリブレーションを実行できないおそれがあるという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、上述の問題を解決し、精度良くキャリブレーションを実行できる様にすることを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためになされた本発明の座標読み取り装置は、請求項１に記載の様に、所定の周波数の交番磁界を発生する発振コイルを備えた筆記具と、前記交番磁界と磁気結合可能な複数のループコイルをＸＹ方向に等間隔かつ平行に敷設したボードとを備え、前記筆記具を前記ボードに押し当てたときに当該筆記具から送出される交番磁界により誘起される前記ループコイルの誘起電圧値に基づいて、当該筆記具のボード上の位置座標を読み取る座標読み取り装置において、前記複数のループコイルのうち、それらの間に３つのループコイルが存在する任意の２つのループコイル同士で誘起電圧値が等しくなる様な５つのループコイルの中央のループコイルの誘起電圧値を、前記筆記具の位置検出を行うための最大誘起電圧値とみなすキャリブレーション手段を備えていることを特徴とし、さらに、各ループコイルの最大誘起電圧を生じる位置からの距離と当該ループコイルあるいは当該ループコイルと所定関係にあるループコイルが生じる誘起電圧値との関係を対応づけたテーブルデータをあらかじめ記憶しておき、前記筆記具が前記ボードに押し当てられているときの最大誘起電圧を生じるループコイルあるいは当該ループコイルと所定関係にあるループコイルが生じる誘起電圧値に基づいて前記テーブルデータを検索することにより前記筆記具の位置座標を算出する位置座標算出手段と、前記キャリブレーション手段により最大誘起電圧値とみなされた電圧値に基づいて、前記位置座標算出手段の算出する位置座標を補正する補正手段とを備えていることを特徴とする。
【０００９】
この請求項１の座標読み取り装置によれば、筆記具をボードに押し当てて文字や図形を描いた場合に、キャリブレーション手段が、複数のループコイルのうちの任意のループコイルの２つ隣のループコイル同士の誘起電圧値が等しくなる点における中央のループコイルの誘起電圧値を、筆記具の位置検出を行うための最大誘起電圧値とみなす様にする。これにより、筆記具の電池電圧が低下するなどして最大誘起電圧が低下した場合にも、実際の最大誘起電圧をループコイルに発生する誘起電圧とみなすことができ、電池電圧の低下を補正して筆記具の位置座標を正確に読み取ることがができる。また、位置座標算出手段は、各ループコイルの最大誘起電圧を生じる位置からの距離と当該ループコイルあるいは当該ループコイルと所定関係にあるループコイルが生じる誘起電圧値との関係を対応づけたテーブルデータをあらかじめ記憶しておき、筆記具がボードに押し当てられているときの最大誘起電圧を生じるループコイルあるいは当該ループコイルと所定関係にあるループコイルが生じる誘起電圧値に基づいてテーブルデータを検索することにより筆記具の位置座標を算出する。そして、補正手段が、キャリブレーション手段により最大誘起電圧値とみなされた電圧値に基づいて、位置座標算出手段の算出する位置座標を補正する。これらの処理により、電池電圧が低下していても筆記具の位置座標を精度良く読み取ることができる。
【００１０】
また、請求項２の座標読み取り装置は、所定の周波数の交番磁界を発生する発振コイルを備えた筆記具と、前記交番磁界と磁気結合可能な複数のループコイルをＸＹ方向に等間隔かつ平行に敷設したボードとを備え、前記筆記具を前記ボードに押し当てたときに当該筆記具から送出される交番磁界により誘起される前記ループコイルの誘起電圧値に基づいて、当該筆記具のボード上の位置座標を読み取る座標読み取り装置において、前記複数のループコイルのうちの任意のループコイルを中央に挟んで敷設されている２つのループコイル同士の誘起電圧の２次ピーク付近の値が等しくなる点における中央のループコイルの誘起電圧値を、前記筆記具の位置検出を行うための最大誘起電圧値とみなすキャリブレーション手段を備えていることを特徴とする。
【００１１】
この請求項２の座標読み取り装置によれば、キャリブレーション手段は、複数のループコイルのうちの任意のループコイルを中央に挟んで敷設されている２つのループコイル同士の誘起電圧の２次ピーク付近の値が等しくなる点における中央のループコイルの誘起電圧値を、筆記具の位置検出を行うための最大誘起電圧値とみなす様にしている。この請求項２の座標読み取り装置においても、筆記具の電池電圧が低下するなどして最大誘起電圧が低下した場合にも、実際の最大誘起電圧をループコイルに発生する誘起電圧とみなすことができ、電池電圧の低下を補正して筆記具の位置座標を正確に読み取ることがができる。
【００１２】
また、請求項３の座標読み取り装置は、請求項１又は請求項２記載の座標読み取り装置において、前記複数のループコイルは、隣同士でそれぞれの幅の１／２の幅が重なり合う様に敷設されていることを特徴とする。
【００１３】
この請求項３の座標読み取り装置によれば、ボードに敷設される複数のループコイルは、隣同士でそれぞれの幅の１／２の幅が重なり合う様に敷設されているので、上述した様なキャリブレーションを効果的に実施することができる。
【００１４】
また、請求項４の座標読み取り装置は、請求項２記載の座標読み取り装置において、各ループコイルの最大誘起電圧を生じる位置からの距離と当該ループコイルあるいは当該ループコイルと所定関係にあるループコイルが生じる誘起電圧値との関係を対応づけたテーブルデータをあらかじめ記憶しておき、前記筆記具が前記ボードに押し当てられているときの最大誘起電圧を生じるループコイルあるいは当該ループコイルと所定関係にあるループコイルが生じる誘起電圧値に基づいて前記テーブルデータを検索することにより前記筆記具の位置座標を算出する位置座標算出手段と、前記キャリブレーション手段により最大誘起電圧値とみなされた電圧値に基づいて、前記位置座標算出手段の算出する位置座標を補正する補正手段とを備えていることを特徴とする。
【００１５】
この請求項４の座標読み取り装置によれば、位置座標算出手段は、各ループコイルの最大誘起電圧を生じる位置からの距離と当該ループコイルあるいは当該ループコイルと所定関係にあるループコイルが生じる誘起電圧値との関係を対応づけたテーブルデータをあらかじめ記憶しておき、筆記具がボードに押し当てられているときの最大誘起電圧を生じるループコイルあるいは当該ループコイルと所定関係にあるループコイルが生じる誘起電圧値に基づいてテーブルデータを検索することにより筆記具の位置座標を算出する。そして、補正手段が、キャリブレーション手段により最大誘起電圧値とみなされた電圧値に基づいて、位置座標算出手段の算出する位置座標を補正する。これらの処理により、電池電圧が低下していても筆記具の位置座標を精度良く読み取ることができる。
【００１６】
また、請求項５の座標読み取り装置は、請求項１〜請求項４のいずれか記載の座標読み取り装置において、各ループコイルの最大誘起電圧を生じる位置からの距離と当該ループコイルに生じる誘起電圧値との関係を対応付けたテーブルデータを予め記憶しておき、前記筆記具が前記ボードに押し当てられているときに最大の誘起電圧を生じるループコイルの誘起電圧値に基づいて前記テーブルデータを検索することにより前記筆記具の位置座標を算出する位置座標算出手段と、前記キャリブレーション手段により最大誘起電圧値とみなされた電圧値と前記テーブルデータ中の最大電圧値との比に基づいて、前記位置座標算出手段の算出する位置座標を補正する補正手段とを備えていることを特徴とする。
【００１７】
この請求項５の座標読み取り装置によれば、位置座標算出手段は、各ループコイルの最大誘起電圧を生じる位置からの距離と当該ループコイルに生じる誘起電圧値との関係を対応付けたテーブルデータを予め記憶しておき、筆記具がボードに押し当てられているときに最大の誘起電圧を生じるループコイルの誘起電圧値に基づいてテーブルデータを検索することにより筆記具の位置座標を算出する。そして、補正手段が、キャリブレーション手段により最大誘起電圧値とみなされた電圧値とテーブルデータ中の最大電圧値との比に基づいて、位置座標算出手段の算出する位置座標を補正する。これらの処理により、電池電圧が低下していても筆記具の位置座標を精度良く読み取ることができる。
【００１８】
また、請求項６の座標読み取り装置は、請求項１〜請求項４のいずれか記載の座標読み取り装置において、各ループコイルの最大誘起電圧を生じる位置からの距離と、当該ループコイル間に生じる誘起電圧値の差との関係を対応付けたテーブルデータを予め記憶しておき、前記筆記具が前記ボードに押し当てられているときの最大の誘起電圧を生じるループコイルとこれに隣接するループコイルの生じる誘起電圧の差に基づいて前記テーブルデータを検索することにより前記筆記具の位置座標を算出する位置座標算出手段と、前記キャリブレーション手段により最大誘起電圧値とみなされた電圧値とこの電圧値を生じたループコイルに隣接するループコイルの生じる誘起電圧値との差と前記テーブルデータ中の最大差電圧値との比に基づいて、前記位置座標算出手段の算出する位置座標を補正する補正手段とを備えていることを特徴とする。
【００１９】
この請求項６の座標読み取り装置によれば、位置座標算出手段が、各ループコイルの最大誘起電圧を生じる位置からの距離と、当該ループコイル間に生じる誘起電圧値の差との関係を対応付けたテーブルデータを予め記憶しておき、筆記具がボードに押し当てられているときの最大の誘起電圧を生じるループコイルとこれに隣接するループコイルの生じる誘起電圧の差に基づいてテーブルデータを検索することにより筆記具の位置座標を算出する。そして、補正手段が、キャリブレーション手段により最大誘起電圧値とみなされた電圧値とこの電圧値を生じたループコイルに隣接するループコイルの生じる誘起電圧値との差とテーブルデータ中の最大差電圧値との比に基づいて、位置座標算出手段の算出する位置座標を補正する。これらの処理により、電池電圧が低下していても筆記具の位置座標を精度良く読み取ることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の座標入力装置を、好ましい実施の形態である電子黒板１により説明する。この説明で、電子黒板１とは、筆記具であるペン６０により座標読み取りボードである筆記パネル１０の筆記面２１ａ上に手書き文字や図形などを描くと、ペン６０の筆記面２１ａ上の位置を、筆記パネル１０の内部に敷設した複数のループコイル２３により磁気結合して、その座標を読み取るものをいう。
【００２１】
図１は、電子黒板１の主要構成を示す外観斜視図である。図１に示す様に、電子黒板１には、筆記パネル１０と、筆記面２１ａに筆記を行うためのペン６０と、筆記された軌跡及びその軌跡を示すデータを消去するためのイレーサ４０とが備えられている。筆記パネル１０には、枠状のフレーム１１が設けられている。そして、このフレーム１１に、筆記パネル本体２０が組み込まれている。フレーム１１の前面下端には、その下端に沿って板状の台１２が組み込まれている。台１２の上面には、ペン６０を差して収容するための複数の凹部１２ａが形成されている。そして、この凹部１２ａの右側には、イレーサ４０などを置くための平面部１２ｂが形成されている。
【００２２】
フレーム１１の前面右側には、操作部３０が設けられている。この操作部３０には、操作音や警告音等の音を再生するスピーカ３１と、筆記面２１ａに筆記された内容を示すデータ（以下、「筆記データ」という。）を記憶したページ数を７セグメントのＬＥＤによって表示するページ表示ＬＥＤ３２と、押す毎に１ページずつ戻るページ戻りボタン３３と、押す毎に１ページずつ送るページ送りボタン３４と、押す毎に記憶されている筆記データを１ページずつ消去する消去ボタン３５と、記憶されている筆記データをプリンタ２００（図２参照）へ出力するために押すプリンタ出力ボタン３６と、記憶されている筆記データをパーソナルコンピュータ（以下、「ＰＣ」という。）１００（図２参照）へ出力するために押すＰＣ出力ボタン３７と、ペン６０の電池切れを報知する電池切れ報知用ＬＥＤ３９と、この電子黒板１を起動するために押す電源ボタン３８とが設けられている。
【００２３】
フレーム１１の前面下部には、この電子黒板１の電源となる単２乾電池１４ａを４本収容するバッテリーケース１４が設けられている。そして、このバッテリーケース１４の前面には、蓋１４ｂが開閉可能に取り付けられている。バッテリーケース１４の右側には、スピーカ３１のボリューム調節つまみ１３ｃが設けられ、さらにその右側にはコネクタ１３ｂ，１３ａが設けられている。図２は、電子黒板１にＰＣ１００とプリンタ２００とを接続した状態を示す図である。この図２に示すように、コネクタ１３ｂには、プリンタ２００と接続された接続ケーブル２０４のプラグ２０２が接続され、コネクタ１３ａには、ＰＣ１００と接続された接続ケーブル１０４のプラグ１０２が接続される。かかる接続により、電子黒板１の筆記面２１ａに筆記された内容を示す筆記データをＰＣ１００へ出力して、ＰＣ１００のモニタ１０３に表示したり、あるいは、筆記データをプリンタ２００へ出力して、印刷用紙２０３に印刷することができる。
【００２４】
また、図１に示すようにフレーム１１の裏面上端の両端部には、この電子黒板１を壁に掛けるための金具１５，１５が取り付けられている。ここで、本実施の形態の筆記面２１ａの高さＨ１は９００ｍｍであり、幅Ｗ１は６００ｍｍである。また、フレーム１１及び台１２は、ＰＰ（ポリプロピレン）等の合成樹脂により軽量に形成されており、電子黒板１の総重量は１０ｋｇ以下である。
【００２５】
次に、筆記パネル本体２０の構造について図３を参照して説明する。図３は、筆記パネル本体２０の各構成部材を示す説明図である。筆記パネル本体２０は、筆記面２１ａを構成する筆記シート２１と、板状のパネル２２と、ループコイル２３が敷設された枠形状の取り付けパネル２４と、板状のバックパネル２５とを順に積層した構造を有している。この実施の形態では、筆記シート２１は、張り合わされたＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムにより厚さ０．１ｍｍに形成されており、パネル２２は、アクリル樹脂、ＡＢＳ（アクリルニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体）、ＰＣ（ポリカーボネート）等により厚さ３．０ｍｍに形成されている。また、取り付けパネル２４は、発泡スチロール等の発泡樹脂製材料により厚さ４０ｍｍに形成されており、バックパネル２５は、アルミニウム等の導電性材料により厚さ１．０ｍｍに形成されている。なお、筆記パネル本体２０の各端部を挟持するフレーム１１（図１参照）の全体の厚さは５０ｍｍである。
【００２６】
次に、図４を参照して、ループコイル２３の構成について説明する。図４（ａ）は、図３に示すループコイル２３の構成を一部省略して示した説明図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示すループコイル２３の幅及び重ねピッチを示す説明図である。なお、以下の説明では、ループコイル２３のうちＸ軸方向に配列されたループコイルをＸコイルと称し、Ｙ軸方向に配設されたループコイルをＹコイルと称している。また、図４（ａ）では、各ループコイル２３の重なり方を見易くするために、各ループコイル２３の重なり部分に僅かな隙間を設けて図示しているが、実際にはこの隙間はない。
【００２７】
図４（ａ）に示す様に、Ｘ軸方向には、ペン６０及びイレーサ４０の（Ｘ，Ｙ）座標のＸ座標を検出するためのＸコイルがｍ本（Ｘ１〜Ｘｍ）配設されており、また、Ｙ軸方向には、Ｘコイルと直交して、Ｙ座標を検出するためのＹコイルがｎ本（Ｙ１〜Ｙｎ）配設されている。Ｘコイルの各端子２３ａは、後述するＸコイル切替え回路５０ａに接続されており、Ｙコイルの各端子２３ｂは、後述するＹコイル切替え回路５０ｂに接続されている（図７参照）。Ｘコイル及びＹコイルは、それぞれ略矩形状に形成されており、矩形部分の長辺の長さは、それぞれＰ２Ｙ，Ｐ２Ｘとされている。
【００２８】
図４（ｂ）に示す様に、Ｘコイルの矩形部分の短辺の長さは、幅Ｐ１に形成され、隣接するＸコイルは、幅Ｐ１の１／２ピッチでそれぞれ重ねられている。同様に、Ｙコイルの矩形部分の短辺の長さもそれぞれ幅Ｐ１に形成されており、隣接するＹコイルは、幅Ｐ１の１／２ピッチでそれぞれ重ねられている。この実施の形態では、Ｐ１＝５０ｍｍ、Ｐ２Ｘ＝６８０ｍｍ、Ｐ２Ｙ＝９８０ｍｍである。また、ｍ＝２２、ｎ＝３４である。さらに、Ｘコイル及びＹコイルは、共に表面に絶縁皮膜層（例えば、エナメル層）を有する直径０．３４５ｍｍの銅線により形成されている。
【００２９】
次に、図５及び図６を参照して、筆記面２１ａ上のペン６０の位置座標の検出方式について説明する。図５（ａ）は、Ｘコイル（Ｘ１〜Ｘ３）の一部を示す説明図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示すＸコイル（Ｘ１〜Ｘ３）に発生する電圧と幅方向の距離との関係を示すグラフであり、図５（ｃ）は、図５（ａ）に示すＸコイル（Ｘ１〜Ｘ３）の相互に隣接するループコイル間の電圧差を示すグラフである。また、図６（ａ）は、位置座標テーブルをグラフ化して示す説明図であり、図６（ｂ）は、位置座標テーブルの説明図であり、図６（ｃ）は、各Ｘコイルから検出した検出値の記憶状態を示す説明図である。なお、図５（ａ）では、Ｘコイル（Ｘ１〜Ｘ３）の重なり方を見易くするために、その重なり部分に僅かな隙間を設けて図示している。
【００３０】
コイル幅Ｐ１は５０ｍｍであるから、Ｐ１・１／４＝１２．５ｍｍである。図５（ｃ）において、電圧差（ｅｘ１−ｅｘ２）の特性を示す部分（実線で描いた部分）を８ｂｉｔのデジタルデータに変換すると、図６（ａ）に示すグラフが得られる。このグラフをテーブル形式に変換したものが、図６（ｂ）に示す位置座標テーブル５８ａである。この位置座標テーブル５８ａは、ＲＯＭ５８（図７参照）に記憶されており、ペン６０の位置座標の演算に用いられる。
【００３１】
よって、例えば、ペン６０が点Ｑ２に存在する場合、電圧差（ｅｘ１−ｅｘ２）を検出し、その検出結果に基づいて位置座標テーブル５８ａを参照することにより、中心Ｃ１から点Ｑ２までの距離△Ｘ１がわかるので、点Ｑ２のＸ座標を求めることができるのである。なお、位置座標の算出の際に基準となるＸコイルは、図６（ｃ）に示す電圧値記憶エリア５９ａを用いて、次のように決定される。即ち、すべてのＸコイル（Ｘ１〜Ｘｍ）をスキャンして、そのスキャンした電圧値ｅ１〜ｅｍを電圧値記憶エリア５９ａに一旦記憶する。そして、記憶された電圧値ｅ１〜ｅｍの中から最大の電圧値を示すＸコイルを、位置座標の基準となるＸコイルとするのである。上述した事例では、かかる処理によって、Ｘ１のＸコイルが位置座標の基準とされている。
【００３２】
図７及び図８を参照して、電子黒板１の主な電気的構成及び座標読み取り処理について説明する。図７は、電子黒板１の電気的構成を示したブロック図であり、図８は、電子黒板１の座標読み取り処理を示したフローチャートである。
【００３３】
制御部２に設けられたＣＰＵ５６は、Ｘコイル（Ｘ１〜Ｘｍ）を順に選択するコイル選択信号を入出力回路（Ｉ／Ｏ）５３を介してＸコイル切替え回路５０ａに出力することにより、Ｘコイル（Ｘ１〜Ｘｍ）のスキャンを行う（Ｓ３０２）。ペン６０から発生した交番磁界と、いずれかのＸコイルとの磁気結合によって発生した信号は、増幅器５０ｃによって増幅され、その増幅信号は、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）５０ｄによって不要な帯域が濾波され、振幅検波回路５１によって振幅検波される。その振幅検波された信号は、Ａ／Ｄ変換回路５２によって振幅、つまり電圧値に対応したデジタル信号に変換され、入出力回路５３を介してＣＰＵ５６に入力される。
【００３４】
ＣＰＵがペン６０を検出したと判定すると（Ｓ３０４：Ｙｅｓ）、Ｘコイル（Ｘ１〜Ｘｍ）をスキャンして入力されたデジタル信号によって示されるそれぞれの電圧値を、ＲＡＭ５９のＸコイル用の電圧値記憶エリア５９ａ（図６（ｃ）参照）に順次記憶していく（Ｓ３０６）。そして、バンドパスフィルタ５０ｄから出力された信号をリミッタ回路５４によって方形波のリミッタ出力信号に変換し、その後、ＦＳＫ復調回路５５に出力することにより、ペン属性（ペンの太さや色の情報）が判定される（Ｓ３０８，Ｓ３１０）。続いて、後に詳述するキャリブレーションを実行した後、ＣＰＵ５６は、ＲＡＭ５９に記憶された各電圧値及びキャリブレーションの結果得られたオフセット量に基づいてペン６０のＸ座標を演算する（Ｓ３１４）。
【００３５】
ペン６０のＸ座標の演算が完了したら、各Ｙコイル（Ｙ１〜Ｙｎ）のスキャンを実行し（Ｓ３１６）、各Ｙコイルから検出した電圧値をＲＡＭ５９のＹコイル用の電圧値記憶エリアに記憶する（Ｓ３１８）。そして、ＣＰＵ５６は、前述のＳ３１４におけるＸ座標の演算と同じ手法を用いて、ペン６０のＹ座標を演算する（Ｓ３２０）。
【００３６】
そして、Ｓ３１０で判定されたペン属性を、ペン６０のＸ座標、Ｙ座標と対応付けて、ＲＡＭ５９の所定のエリアに記憶される（Ｓ３２２）。なお、Ｓ３０２の処理により、ＣＰＵ５６がペン６０を検出しなかったと判定した場合には（Ｓ３０４：Ｎｏ）、Ｓ３０６〜Ｓ３２２の各処理をスキップして、この座標読み取り処理を終了する。
【００３７】
ＣＰＵ５６は、操作部３０に設けられた各種ボタン（図１参照）の操作により発生するスイッチング信号をＩ／Ｆ回路５７を介して取り込み、ＲＡＭ５９に格納されている位置座標データを記憶するページをページ単位で戻したり、送ったり、あるいは位置座標データをページ単位で消去する等のページ処理を実行する。また、ＣＰＵ５６は、操作部３０に設けられた各種ボタンが押された際に発生するスイッチング信号に基づいて音声回路３１ａを動作させて、スピーカ（ＳＰ）３１から「ピー」、「ピッ」等の操作音を発声させる。
【００３８】
次に、図９を参照して、ペン６０の構成を説明する。図９は、ペン６０の内部構造を示した側断面図である。図９に示す様に、ペン６０には円筒形状の胴体部６１ａと、この胴体部６１ａの後端に着脱可能に取り付けられた蓋６１ｃとが設けられている。胴体部６１ａの内部には、コイルＬ１と、矢印Ｆ２で示す方向に取り出し可能なインクカートリッジ６３と、このインクカートリッジ６３に挿入されたペン先６２と、回路基板６９と、この回路基板６９に電流を供給する電源である電池７０とが設けられている。このコイルＬ１は、内径が１５ｍｍ程度であり、直径１５ｍｍ程度で２００回巻きされた長さの銅線により環状に形成されている。また、コイルＬ１は、筆記面２１ａ（図１参照）と当接するペン先６２の先端から２０ｍｍ程度離して配置されている。
【００３９】
インクカートリッジ６３と回路基板６９との間には、回路基板６９への電流の供給及び遮断を行うための押しボタン式のスイッチ６７が設けられている。スイッチ６７は、ペン先６２を筆記面２１ａ（図１参照）に押し付け、インクカートリッジ６３が矢印Ｆ１で示す方向へ移動するとオフし、筆記を中止すると、スイッチ６７内のコイルバネ６７ｄ（図１０参照）により矢印Ｆ２で示す方向へ戻りオンする、いわゆるプッシュオフスイッチで構成されている。回路基板６９への電流の供給は、スイッチ６７がオフした場合に行われる。
【００４０】
ここで、図１０から図１２を参照して、プッシュオフタイプのスイッチ６７について詳述する。図１０は、ペン６０におけるスイッチ６７の部分の構成を模式的に示した図である。図１０に示す様に、スイッチ６７は、電気的に分離された一対の金属製プレート６７ａ，６７ｂと、そのプレート６７ａ，６７ｂ間に摺動自在に配設され、その一対のプレート６７ａ，６７ｂを電気的に導通又は非導通とさせる断面形状Ｔ字形の金属製の軸６７ｃと、その軸６７ｃを一方向（インクカートリッジ６３またはペン先６２の方向）へ付勢するコイルバネ６７ｄと、一対のプレート６７ａ，６７ｂを絶縁しつつ、軸６７ｃの摺動を案内する非導電性の樹脂フレーム６７ｅとにより構成されている。
【００４１】
図１０（ａ）は、非筆記中、即ちペン先６２を筆記面２１ａから離した状態を図示しており、かかる場合には、軸６７ｃはコイルバネ６７ｄによりペン先６２側（インクカートリッジ６３側）へ付勢される。その結果、軸６７ｃのＴ字形の上端部がプレート６７ａ，６７ｂとそれぞれ接触し、両プレート６７ａ，６７ｂを導通させる。これがスイッチオンの状態であり、スイッチオンの場合には、図１０（ａ）に示すように、矢印方向に電流が流れる。
【００４２】
一方、図１０（ｂ）は、筆記中、即ちペン先６２を筆記面２１ａに押圧した状態を図示しており、かかる場合には、筆記時の押圧力によって、軸６７ｃはコイルバネ６７ｄの付勢力に反して回路基板６９側へ付勢される。その結果、軸６７ｃのＴ字形の上端部はプレート６７ａ，６７ｂから離れて、プレート６７ａとプレート６７ｂとを非導通とする。これがスイッチオフ状態であり、図１０（ｂ）に示すように、電流は流れない。なお、回路基板６９への電流の供給は、スイッチ６７がオフの場合に行われ、オンの場合には行われない。これを図１１を参照して説明する。
【００４３】
図１１は、かかるプッシュオフタイプのスイッチ６７と回路基板６９と電池７０との関係を示した回路図である。図１１（ａ），（ｂ）に示す様に、電池７０のプラス側端子には、抵抗Ｒ１０の一端と、回路基板６９のプラス側端子とが接続されている。回路基板６９のマイナス側端子は、Ｎ−ＭＯＳ電界効果トランジスタＦＥＴ１０のドレイン端子Ｄに接続され、その電界効果トランジスタＦＥＴ１０のゲート端子Ｇは、抵抗Ｒ１０の他端とスイッチ６７の一端とに接続されている。また、電界効果トランジスタＦＥＴ１０のソース端子Ｓは、スイッチ６７の他端と電池７０のマイナス側端子とに接続されている。
【００４４】
図１１（ａ）は、非筆記中、即ちスイッチ６７がオンされた状態を図示している。スイッチ６７がオンされた状態では、電界効果トランジスタＦＥＴ１０のゲート端子Ｇは、電池７０のマイナス側端子に接続されて０ボルトとされるので、そのドレイン端子Ｄとソース端子Ｓ間には電流が流れず、電界効果トランジスタＦＥＴ１０はオフされている。よって、図１１（ａ）の矢印に示すように、電流は、電池７０から抵抗Ｒ１０、スイッチ６７、電池７０の順に流れ、回路基板６９には流れない。
【００４５】
一方、図１１（ｂ）は、筆記中、即ちスイッチ６７がオフされた状態を図示している。スイッチ６７がオフされた状態では、電界効果トランジスタＦＥＴ１０のゲート端子Ｇには、抵抗Ｒ１０を介して電池７０の電圧が印可されるので、電界効果トランジスタＦＥＴ１０がオンされ、そのドレイン端子Ｄとソース端子Ｓ間には電流が流れる。よって、図１１（ｂ）の矢印に示すように、電流は、電池７０から回路基板６９、電界効果トランジスタＦＥＴ１０のドレイン端子Ｄ、ソース端子Ｓ、電池７０の順に流れ、回路基板６９へ電流が供給される。
【００４６】
このようにプッシュオフタイプのペン６０で筆記を行うと、スイッチ６７がオフとなって、回路基板６９へ電流が供給される。スイッチ６７は、通常のコンタクトスイッチをオンする場合に比べて、僅かな押圧力でオフすることができるので、使用者の筆圧が小さい場合にも、スイッチ６７を確実にオフして、回路基板６９へ電流を供給することができる。
【００４７】
なお、上述する通り、電流は筆記時のみならず非筆記時にも流れるので、電池７０の寿命（使用可能期間）が問題となる。そこで、図１２に、抵抗Ｒ１０と電池７０の使用可能期間との関係を表にして示す。本実施の形態で使用可能な電池としては、容量１６０ｍＡｈの酸化銀電池ＳＲ４４と、容量１０５ｍＡｈのアルカリ電池ＬＲ４４とがあるが、図１２に示す通り、抵抗Ｒ１０が１００ｋΩの場合、ペン６０の非使用時（非筆記時）における消費電流は１５．３μＡであり、電池７０の使用可能期間は、ＳＲ４４で１．２１年、ＬＲ４４で０．７９年である。・・・また、抵抗Ｒ１０が１０ＭΩの場合、ペン６０の非使用時（非筆記時）における消費電流は０．２μＡであり、電池７０の使用可能期間は、ＳＲ４４で９２．６年、ＬＲ４４で６０．８年である。例えば、抵抗Ｒ１０が２００ｋΩを使用すると、ＳＲ４４で２．４３年、ＬＲ４４で１．６０年の使用可能期間を有するので、電池７０の寿命に関して問題はない。
【００４８】
次に、図１３を参照して、ペン６０の回路基板６９の構成を説明する。回路基板６９は、主に、ＬＣ発振回路６９ｃと、ＦＳＫ回路６９ｄと、ＣＲ発振回路６９ｅとにより構成されている。ＣＲ発振回路６９ｅは、ペンの色や太さなどのペン属性を区別するために、その属性毎に異なる変調周波数ｆｍを発振させる回路である。ＬＣ発振回路６９ｃは、ＣＲ発振回路６９ｅから発振された変調周波数ｆｍの信号を搬送する搬送波Ｓ１を発振するための回路である。また、ＦＳＫ回路６９ｄは、ＬＣ発振回路６０ｃの発振周波数をＣＲ発振回路６９ｅの変調周波数ｆｍによってＦＳＫ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）変調するための回路である。ＬＣ発振回路６９ｃの搬送波Ｓ１の周波数ｆｃは、ＣＲ発振回路６９ｅの変調周波数ｆｍの１／２周期毎に、ＦＳＫ回路６９ｄによって、周波数ｆｃ１と周波数ｆｃ２との２種類の周波数に切り替えられる。
【００４９】
ＬＣ発振回路６９ｃは、インバータＩＣ１と、帰還抵抗である１ＭΩの抵抗Ｒ１と、発振コイルであるコイルＬ１と、２つの１２００ｐＦのコンデンサＣ１，Ｃ２とにより構成されている。インバータＩＣ１と抵抗Ｒ１とコイルＬ１とは、それぞれ並列に接続されており、インバータＩＣ１の入力端子にはコンデンサＣ１の一端が接続され、一方、インバータＩＣ１の出力端子には、コンデンサＣ２の一端が接続されている。また、両コンデンサＣ１，Ｃ２の他端は共に接地されている。このＬＣ発振回路６９ｃのコイルＬ１の発振周波数ｆｃ（次述するＦＳＫ回路６９ｄの電界効果トランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２がオフされた状態の搬送波Ｓ１の周波数ｆｃ１）は、コイルＬ１のインダクタンスとコンデンサＣ１，Ｃ２の容量とにより定まる時定数に従って決定される。
【００５０】
ＦＳＫ回路６９ｄは、２つの１８０ｐＦのコンデンサＣ３，Ｃ４と、２つのＮ−ＭＯＳ電界効果トランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２とにより構成されている。コンデンサＣ４の一端は、ＬＣ発振回路６９ｃのインバータＩＣ１の入力端子に接続され、そのコンデンサＣ４の他端は、電界効果トランジスタＦＥＴ２のドレイン端子Ｄに接続されている。電界効果トランジスタＦＥＴ２のソース端子Ｓは接地され、また、そのゲート端子Ｇは、ＣＲ発振回路６９ｅの出力端に接続されている。一方、コンデンサＣ３の一端は、ＬＣ発振回路６９ｃのインバータＩＣ１の出力端子に接続され、そのコンデンサＣ３の他端は、電界効果トランジスタＦＥＴ１のドレイン端子Ｄに接続されている。電界効果トランジスタＦＥＴ１のソース端子Ｓは接地され、また、ゲート端子Ｇは、ＣＲ発振回路６９ｅの出力端に接続されている。
【００５１】
このＦＳＫ回路６９ｄの電界効果トランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２は、ＣＲ発振回路６９ｅからハイ電圧が出力され、そのハイ電圧が両ゲートＧに印加されると、ドレイン端子Ｄからソース端子Ｓへ電流が流れてオンする。電界効果トランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２がオンすると、コンデンサＣ３，Ｃ４がＬＣ発振回路６９ｃに接続される。逆に、電界効果トランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２がオフすると、コンデンサＣ３，Ｃ４がＬＣ発振回路６９ｃから非接続とされる。コンデンサＣ３，Ｃ４がＬＣ発振回路６９ｃに接続されると、ＬＣ発振回路６９ｃのコンデンサ容量が変化するので時定数も変化し、その結果、コイルＬ１の発振周波数ｆｃ（搬送波Ｓ１の周波数）は、周波数ｆｃ１から周波数ｆｃ２に変化する。即ち、ＦＳＫ回路６９ｄによって、次述するＣＲ発振回路６９ｅの１／２周期毎に、ＬＣ発振回路６９ｃの発信周波数ｆｃが周波数ｆｃ１と周波数ｆｃ２とで切り替えられる。なお、電界効果トランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２は、同一のタイミングでオンまたはオフするので、コンデンサＣ３，Ｃ４も同一のタイミングで、ＬＣ発振回路６９ｃに接続され、或いは、非接続とされる。
【００５２】
ＣＲ発振回路６９ｅは、２つのインバータＩＣ２，ＩＣ３と、１ＭΩの抵抗Ｒ２と、抵抗値を０Ω〜１ＭΩの範囲で変更可能な可変抵抗Ｒ３と、１００ｐＦのコンデンサＣ５とにより構成されている。インバータＩＣ２の出力端子は、インバータＩＣ３の入力端子に接続され、インバータＩＣ３の出力端子は、ＣＲ発振回路６９ｅの出力端としてＦＳＫ回路６９ｄの電界効果トランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２の各ゲート端子Ｇに接続されると共に、コンデンサＣ５の一端に接続されている。コンデンサＣ５の他端は、抵抗Ｒ２および可変抵抗Ｒ３の一端にそれぞれ接続され、抵抗Ｒ２の他端はインバータＩＣ２の入力端子に、可変抵抗Ｒ３の他端はインバータＩＣ２の出力端子およびインバータＩＣ３の入力端子に接続されている。
【００５３】
このＣＲ発振回路６９ｅの発振周波数、即ち、ペン６０の属性毎に異なる変調周波数ｆｍは、コンデンサＣ５の容量と抵抗Ｒ２及び可変抵抗Ｒ３の抵抗値に応じて決定されるので、可変抵抗Ｒ３の抵抗値を調整することにより変調周波数ｆｍを変更することができる。筆記パネル１０では、この変調周波数ｆｍの違いによりペンの属性を区別している。図１４に示す様に、変調周波数ｆｍは略４〜１０ｋＨｚの範囲で変更される。図１４において、「細」とはペン先６２が細いこと、「太」とはペン先６２が太いことを示しており、例えば、「黒太」とはペン先６２が太く黒色インクを使用するペン６０であることを示している。イレーサ４０もペン６０と同様に構成されており、１０ｋＨｚの変調周波数ｆｍが割り当てられて、ペン６０と区別されている。具体的には、変調周波数ｆｍが８．７ｋＨｚの場合には赤細のペン属性を示し、７．７ｋＨｚの場合には赤太のペン属性を示し、４．１ｋＨｚの場合には黒太のペン属性を示すのである。
【００５４】
次に、ＬＣ発振回路６９ｃとＦＳＫ回路６９ｄとＣＲ発振回路６９ｅとの全体の動作について説明する。図１５（ａ）は、ＣＲ発振回路６９ｅからロウ電圧が出力されている場合のＬＣ発振回路６９ｃの等価回路である。ＦＳＫ回路６９ｄの電界効果トランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２は共にオフされているので、コンデンサＣ３，Ｃ４はＬＣ発振回路６９ｃに非接続とされている。よって、この場合のＬＣ発振回路６９ｃの発信周波数、即ち、搬送波ｆｃ１は、ｆｃ１＝１／［２π｛（Ｌ１・Ｃ１・Ｃ２）／（Ｃ１＋Ｃ２）｝１／２ ］となる。
【００５５】
一方、図１５（ｂ）は、ＣＲ発振回路６９ｅからハイ電圧が出力されている場合のＬＣ発振回路６９ｃの等価回路である。ＦＳＫ回路６９ｄの電界効果トランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２は共にオンされているので、コンデンサＣ３，Ｃ４はＬＣ発振回路６９ｃに接続される。よって、この場合のＬＣ発振回路６９ｃの発振周波数、即ち、搬送波Ｓ１の周波数ｆｃ２は、ｆｃ２＝１／［２π｛（Ｌ１・Ｃ１・Ｃ２）／（Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３＋Ｃ４）１／２ ］となる。なお、本実施の形態においては、搬送波Ｓ１の中心周波数は４１０ｋＨｚ、周波数偏移は±１５ｋＨｚとしている。
【００５６】
ここで、ペン６０のコイルＬ１から搬送波Ｓ１に基づいた交番磁界が発生すると、筆記パネル１０において、この交番磁界と磁気結合した所定のループコイル２３に誘起電流が誘起される。誘起電流は、振幅検波回路５１により振幅検波され、その振幅検波された信号の電圧値が、Ａ／Ｄ変換回路５２によりサンプリングされてデジタル化されて記憶される。
【００５７】
次に、本実施の形態の特徴であるキャリブレーション処理について説明する。
【００５８】
まず最初に、各ループコイル２３に生じる電圧値の特性について説明する。図１６（ａ）に示す様に、任意のループコイル２３に着目して、ペン６０が当該ループコイル２３を横切って線を描いた状態を考える。すると、当該ループコイル２３に生じる誘起電圧は、同図（ｂ）に示す様に、ペン６０の位置変化をｘ軸とし誘起電圧の変化をｙ軸とすると、ペン６０がｘ軸に沿って移動する場合に上述のループコイル２３に生じる誘起電圧は、図示の様に、ループコイル２３の中心であるｘ＝ａにて１次ピークＰ１を示す。そして、ループコイルの両端であるｘ＝ｂ１，ｂ２でかなり小さくなるが最小値とはならない。最小値は、ループコイルの外側のｘ＝ｃ１，ｃ２において検出される。そして、さらに外側のｘ＝ｄ１，ｄ２にて２次ピークＰ２を生じる。以上の様に、ペン６０をｘ軸方向に移動させると、ループコイル２３に発生する電圧値は、図１６に示した通り、１次ピークＰ１と、２次ピークＰ２とを有する波形で表すことができる。
【００５９】
次に、５つのループコイルＸ１〜Ｘ５を取り上げ、ペン６０の位置と各ループコイルＸ１〜Ｘ５に生じる誘起電圧との関係を図示すると、図１７の様になる。図から明らかな様に、中央のループコイルＸ３の中心点に着目すると、ループコイルＸ３には最大電圧ｒ（Ｘ３）が生じ、その１つ隣のループコイルＸ２，Ｘ４に生じる誘起電圧は最小値付近ｒ１で等しくなり、さらに１つおいたループコイルＸ３の２つ隣のループコイルＸ１，Ｘ５に生じる誘起電圧は２次ピーク付近において等しい電圧値ｒ２となっていることが分かる。この結果、逆に、中央のループコイルＸ３における最大電圧ｒ（Ｘ３）は、両隣のループコイルＸ２，Ｘ４の交点及び２つ隣のループコイルＸ１，Ｘ５の交点の直上において出現するものといえる。
【００６０】
ここで、電圧値が小さいところでは、ノイズ等の影響によりその値が安定しないという問題があり、ループコイルＸ２，Ｘ４の交点（電圧値ｒ１）は信用性が低い。これに対し、２次ピーク値付近においてはかかる問題がないので、ループコイルＸ１，Ｘ５の交点（電圧値ｒ２）の信用性は高い。よって、ループコイルＸ３に最大値が生じているか否かを、ループコイルＸ１，Ｘ５において等しい電圧値ｒ２が検出されているか否かによって判定することができ、その信用性は十分に高いものであるといえる。
【００６１】
ところで、図１７において、中央のループコイルＸ３に生じる最大電圧ｒ（Ｘ３）は、ペン６０の電池電圧の低下や、各ペンの送信コイルの受信側ループコイル面からの高さのばらつきによって変化する。そこで、少なくともペン毎に誘起電圧の値を補正してやらないと、ループコイルＸ３に生じている誘起電圧の値からペンがループコイルＸ３内のどの位置にあるのかを正確に検出することができない。そのために、以下に説明するキャリブレーション及びＸ座標演算処理を実行する。
【００６２】
このキャリブレーション処理では、図１８のフローチャートに示す様に、まず最初に、Ｘコイルに生じる最高電圧値Ｒ（ｐｅａｋ）と、Ｒ（ｐｅａｋ）を検出しているＸコイルの両隣のＸコイルの内で電圧値の大きい方の電圧値Ｒ（ｐｅａｋ’）との差ｄｉｆｆを算出する（Ｓ４０２）。次に、先ほど最高電圧値Ｒ（ｐｅａｋ）を検出したＸコイルを中心として２つ隣のＸコイルの電圧値Ｒ（ｐｅａｋ−２）とＲ（ｐｅａｋ＋２）がほぼ同一の値になっているか否かを判定する（Ｓ４０４）。この判定において、Ｒ（ｐｅａｋ−２）とＲ（ｐｅａｋ＋２）とがほぼ同一であると判定された場合には（Ｓ４０４：ＹＥＳ）、キャリブレーション値ＲＥＦ１をｄｉｆｆとする（Ｓ４０６）。そして、電圧差ｄｉｆｆを、（ＲＥＦ／ＲＥＦ１）* ｄｉｆｆに置き換える（Ｓ４０８）。ここで、ＲＥＦは、ペン６０の電圧が１．５ＶのときのＲ（ｐｅａｋ）−Ｒ（ｐｅａｋ’）の値である。次に、図６（ａ）に示した様なｄｉｆｆと△Ｘとの関係をテーブル化したルックアップテーブルを用いて、Ｓ４０８で算出したｄｉｆｆに対応するオフセット量△Ｘを算出する（Ｓ４１０）。そして、Ｓ４１０で算出したオフセット量△Ｘと、Ｒ（ｐｅａｋ）を検出したＸコイルの中心位置のＸ座標データとに基づいて、Ｘ方向のペンの位置座標を算出する（Ｓ４１２）。
【００６３】
なお、Ｓ４０４でＮＯと判定された場合は、その時点で記憶している最新のキャリブレーション値ＲＥＦ１をＲＥＦ１に設定し（Ｓ４１４）、Ｓ４０８以下の処理を実行する。
【００６４】
以上の様にして、オフセット量△Ｘを算出するに当たり、ペン６０の現在の電圧に対応する様にキャリブレーションを実行した結果を用いることで、ペン６０のＸ座標を正確に演算することができる。
【００６５】
なお、Ｙ座標を演算するに当たっても、Ｘ座標について行ったと同様にキャリブレーションを実行してからオフセット量△Ｙを求める様にしている。これは、ＸコイルとＹコイルとが全く同じ様に構成されているとは限らないので、Ｙ座標を演算するに当たってもキャリブレーションを実行することがより望ましいからである。
【００６６】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内においてさらに種々の形態を採用することができることはもちろんである。
【００６７】
例えば、上述の実施の形態では、Ｘ座標だけでなくＹ座標についてもキャリブレーションを行うこととしたが、ＸコイルとＹコイルの構成がほぼ等しい場合にはいずれか一方についてだけ実行し、そのキャリブレーション結果に基づいて、Ｘ座標及びＹ座標を演算するためのオフセット量△Ｘ，△Ｙを求める様にしても構わない。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明した様に、本発明によれば、ループコイルに生じる誘起電圧値に基づいてペンの位置座標を読み取る様にした座標読み取り装置において、精度良くキャリブレーションを実行することができるという効果が発揮される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施の形態の電子黒板の主要構成を示した外観斜視図である。
【図２】 実施の形態の電子黒板にパーソナルコンピュータ及びプリンタを接続した状態を示す斜視図である。
【図３】 実施の形態の電子黒板における筆記パネル本体の角構成部材を示した斜視図である。
【図４】 実施の形態の電子黒板における筆記パネル本体内に敷設されたループコイルの構成を示す説明図である。
【図５】 実施の形態の電子黒板においてペンの位置とＸコイルに生じる電圧との関係を示す説明図である。
【図６】 （ａ）は実施の形態における位置座標テーブルをグラフ化して示した説明図であり、（ｂ）は同じく実施の形態における位置座標テーブルの説明図であり、（ｃ）は実施の形態における各Ｘコイルから検出した電圧値の記憶状態を示した説明図である。
【図７】 実施の形態の電子黒板の電気的構成を示したブロック図である。
【図８】 実施の形態における主要な制御処理の内容を示したフローチャートである。
【図９】 実施の形態におけるペンの内部構造を示した側断面図である。
【図１０】 実施の形態におけるペンのスイッチの部分を模式的に示した説明図である。
【図１１】 実施の形態におけるペンのスイッチと回路基板と電池との関係を示した回路図である。
【図１２】 抵抗と電池の使用可能期間との関係を示した説明図である。
【図１３】 実施の形態における回路基板の構成を示した回路図である。
【図１４】 実施の形態におけるペン属性と変調周波数の関係を示した説明図である。
【図１５】 実施の形態におけるＬＣ発振回路の等価回路図を示し、（ａ）はＣＲ発振回路からロウ信号が出力されている場合の回路図、（ｂ）はＣＲ発振回路からハイ信号が出力されている場合の回路図である。
【図１６】 実施の形態においてペンの位置とループコイルに発生する誘起電圧との関係を示す説明図である。
【図１７】 実施の形態においてペンの位置とループコイルに発生する誘起電圧との関係を示す説明図である。
【図１８】 実施の形態におけるキャリブレーション及びＸ座標演算処理の内容を示したフローチャートである。
【符号の説明】
１・・・電子黒板、１０・・・筆記パネル、２３・・・ループコイル、６０・・・ペン、６９・・・回路基板、７０・・・電池。
Claims (6)
- 所定の周波数の交番磁界を発生する発振コイルを備えた筆記具と、前記交番磁界と磁気結合可能な複数のループコイルをＸＹ方向に等間隔かつ平行に敷設したボードとを備え、前記筆記具を前記ボードに押し当てたときに当該筆記具から送出される交番磁界により誘起される前記ループコイルの誘起電圧値に基づいて、当該筆記具のボード上の位置座標を読み取る座標読み取り装置において、
前記複数のループコイルのうち、両端の２つのループコイル同士で誘起電圧値が等しくなる様な任意の５つのループコイルに対してその中央のループコイルの誘起電圧値を、前記筆記具の位置検出を行うための最大誘起電圧値とみなすキャリブレーション手段を備えていること
を特徴とし、さらに、
各ループコイルの最大誘起電圧を生じる位置からの距離と当該ループコイルあるいは当該ループコイルと所定関係にあるループコイルが生じる誘起電圧値との関係を対応づけたテーブルデータをあらかじめ記憶しておき、前記筆記具が前記ボードに押し当てられているときの最大誘起電圧を生じるループコイルあるいは当該ループコイルと所定関係にあるループコイルが生じる誘起電圧値に基づいて前記テーブルデータを検索することにより前記筆記具の位置座標を算出する位置座標算出手段と、
前記キャリブレーション手段により最大誘起電圧値とみなされた電圧値に基づいて、前記位置座標算出手段の算出する位置座標を補正する補正手段と
を備えていることを特徴とする座標読み取り装置。 - 所定の周波数の交番磁界を発生する発振コイルを備えた筆記具と、前記交番磁界と磁気結合可能な複数のループコイルをＸＹ方向に等間隔かつ平行に敷設したボードとを備え、前記筆記具を前記ボードに押し当てたときに当該筆記具から送出される交番磁界により誘起される前記ループコイルの誘起電圧値に基づいて、当該筆記具のボード上の位置座標を読み取る座標読み取り装置において、
前記複数のループコイルのうちの任意のループコイルを中央に挟んで敷設されている２つのループコイル同士の誘起電圧の２次ピーク付近の値が等しくなる点における中央のループコイルの誘起電圧値を、前記筆記具の位置検出を行うための最大誘起電圧値とみなすキャリブレーション手段を備えていること
を特徴とする座標読み取り装置。 - 請求項１又は請求項２記載の座標読み取り装置において、
前記複数のループコイルは、隣同士でそれぞれの幅の１／２の幅が重なり合う様に敷設されていること
を特徴とする座標読み取り装置。 - 請求項２記載の座標読み取り装置において、
各ループコイルの最大誘起電圧を生じる位置からの距離と当該ループコイルあるいは当該ループコイルと所定関係にあるループコイルが生じる誘起電圧値との関係を対応づけたテーブルデータをあらかじめ記憶しておき、前記筆記具が前記ボードに押し当てられているときの最大誘起電圧を生じるループコイルあるいは当該ループコイルと所定関係にあるループコイルが生じる誘起電圧値に基づいて前記テーブルデータを検索することにより前記筆記具の位置座標を算出する位置座標算出手段と、
前記キャリブレーション手段により最大誘起電圧値とみなされた電圧値に基づいて、前記位置座標算出手段の算出する位置座標を補正する補正手段と
を備えていることを特徴とする座標読み取り装置。 - 請求項１〜請求項４のいずれか記載の座標読み取り装置において、
各ループコイルの最大誘起電圧を生じる位置からの距離と当該ループコイル間に生じる誘起電圧値との関係を対応付けたテーブルデータを予め記憶しておき、前記筆記具が前記ボードに押し当てられているときに最大の誘起電圧を生じるループコイルの誘起電圧値に基づいて前記テーブルデータを検索することにより前記筆記具の位置座標を算出する位置座標算出手段と、
前記キャリブレーション手段により最大誘起電圧値とみなされた電圧値と前記テーブルデータ中の最大電圧値との比に基づいて、前記位置座標算出手段の算出する位置座標を補正する補正手段と
を備えていることを特徴とする座標読み取り装置。 - 請求項１〜請求項４のいずれか記載の座標読み取り装置において、
各ループコイルの最大誘起電圧を生じる位置からの距離と、当該ループコイルに生じる誘起電圧値の差との関係を対応付けたテーブルデータを予め記憶しておき、前記筆記具が前記ボードに押し当てられているときの最大の誘起電圧を生じるループコイルとこれに隣接するループコイルの生じる誘起電圧の差に基づいて前記テーブルデータを検索することにより前記筆記具の位置座標を算出する位置座標算出手段と、
前記キャリブレーション手段により最大誘起電圧値とみなされた電圧値とこの電圧値を生じたループコイルに隣接するループコイルの生じる誘起電圧値との差と前記テーブルデータ中の最大差電圧値との比に基づいて、前記位置座標算出手段の算出する位置座標を補正する補正手段と
を備えていることを特徴とする座標読み取り装置。
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