JP5163681B2

JP5163681B2 - 座標位置検出装置

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Publication number: JP5163681B2
Application number: JP2010084479A
Authority: JP
Inventors: 健一村上
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2010-03-31
Filing date: 2010-03-31
Publication date: 2013-03-13
Anticipated expiration: 2030-03-31
Also published as: JP2011215961A

Description

本発明は、座標指示器によって指示された座標位置を検出する座標位置検出装置に関するものである。

従来より、座標指示器によって指示された座標位置を検出する座標位置検出装置に関して種々提案されている。
例えば、下記特許文献１に記載されるように、折り返しループをなし一定間隔で敷設された複数のセンスラインを複数組に分割し、これら各組のセンスラインを一つの走査回路に接続すると共に、各組のセンスラインの共通接地線を選択的に接地するためのセンスライン群選択回路を設け、このセンスライン群選択回路を選択切り換えするように構成された座標読取装置のセンスライン走査装置がある。

特開昭６１−１１５１２０号公報

しかしながら、前記した特許文献１に記載された座標読取装置のセンスライン走査装置の構成では、同等の位置精度を維持した状態で、大型化した場合には、必然的にセンスラインを構成するループコイル数が増加する。このため、配線数の増加により、配線の引き回しのためのスペースの確保が必要になると共に、共通の走査回路へ接続するための引き回し線による検出用コイルへの悪影響によって検出精度が低下する虞があるという問題がある。また、位置精度を向上させるために、ループコイル数を増加させた場合にも、引き出し線の本数が必然的に増加し、走査回路等への接続コネクタのサイズが大型化するという問題がある。

そこで、本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、位置精度を維持した状態で、ループコイルの引き出し線の本数を削減することができる座標位置検出装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため請求項１に係る座標位置検出装置は、交番磁界を発生して座標位置を指示する座標指示手段からの信号を検出して座標位置を決定する座標位置検出装置において、所定の方向に所定間隔で形成された複数の部分コイルがそれぞれ直列に接続された直列ループコイルと、前記直列ループコイルを構成する部分コイル間に配置された独立ループコイルとから構成される少なくとも２つのループコイル群を、所定の方向として第１方向と該第１方向とは異なる第２方向とにそれぞれ沿うように重ねて配置した座標入力シートと、各独立ループコイルから出力される第１出力信号と各直列ループコイルから出力される第２出力信号とを取得する信号取得手段と、前記信号取得手段を介して取得した前記第１出力信号と前記第２出力信号とに基づいて前記座標位置を決定する座標位置決定手段と、を備えたことを特徴とする。

また、請求項２に係る座標位置検出装置は、請求項１に記載の座標位置検出装置において、前記直列ループコイルを構成する部分コイルのコイル間隔は、該部分コイルが折り曲げられる１単位のコイル幅に基づいて決定されていることを特徴とする。

また、請求項３に係る座標位置検出装置は、請求項１又は請求項２に記載の座標位置検出装置において、前記座標入力シートが含む前記ループコイル群は、前記直列ループコイルとして、前記複数の部分コイルがそれぞれ直列に接続された第１直列ループコイルと、前記複数の部分コイルがそれぞれ直列に接続され且つ前記第１直列ループコイルとは異なる第２直列ループコイルとを含み、前記第１直列ループコイルと、前記第２直列ループコイルと、複数の前記独立ループコイルと、を前記第１方向と前記第２方向とのそれぞれに沿って配置され、前記第１直列ループコイルが含む部分コイルと、前記第２直列ループコイルが含む部分コイルと、前記独立ループコイルとは、前記第１方向と前記第２方向とのそれぞれの方向に沿って前記第１直列ループコイル、前記第２直列ループコイル、前記独立ループコイルの順番に、それぞれ前記第１方向または前記第２方向に沿って所定の距離離れて配置され、前記第１直列ループコイルが含む部分コイルと、前記第２直列ループコイルが含む部分コイルと、前記独立ループコイルとが重なりあって配置されることを特徴とする。

また、請求項４に係る座標位置検出装置は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の座標位置検出装置において、前記座標位置決定手段は、前記各ループコイル群を構成する前記直列ループコイルと前記複数の独立ループコイルとの前記座標入力シート上における配置位置情報を記憶する配置位置記憶手段と、前記第１方向と第２方向との各方向について、最大信号強度の独立ループコイルから出力された第１出力信号と前記配置位置情報とに基づいて当該第１出力信号に対応する独立ループコイル内の第１位置情報を取得する第１位置情報取得手段と、前記第１方向と第２方向との各方向について、前記直列ループコイルから出力された第２出力信号と前記配置位置情報とに基づいて当該第２出力信号に対応する各周期単位内の第２位置情報を取得する第２位置情報取得手段と、前記第１方向と第２方向との各方向について、前記第２位置情報と前記第１位置情報とから互いに最も近い位置情報を１個ずつ抽出する抽出手段と、を有し、該座標位置決定手段は、前記抽出手段によって抽出された第１方向と第２方向とのそれぞれの方向の各位置情報に基づいて前記座標位置を決定することを特徴とする。

更に、請求項５に係る座標位置検出装置は、請求項４に記載の座標位置検出装置において、前記直列ループコイルが同一方向に複数配置されている場合には、前記第２位置情報取得手段は、各直列ループコイルについて前記第２位置情報を取得し、前記抽出手段は、前記各直列ループコイルについて前記第２位置情報と前記第１位置情報とから互いに最も近い位置情報を１個ずつ抽出し、前記座標位置決定手段は、該抽出手段によって抽出された第１方向と第２方向とのそれぞれの方向の各位置情報に基づいて前記座標位置を決定することを特徴とする。

請求項１に係る座標位置検出装置では、座標入力シートには、所定の方向に所定間隔で形成された複数の部分コイルがそれぞれ直列に接続された直列ループコイルと、直列ループコイルを構成する部分コイル間に配置された独立ループコイルとから構成される少なくとも２つのコイル群が第１方向と第２方向とにそれぞれ沿うように重ねて配置される。また、第１方向と第２方向に沿うように重ねて配置された各独立ループコイルから出力される第１出力信号と各直列ループコイルから出力される第２出力信号とに基づいて座標位置が決定される。

これにより、座標入力シート上における座標位置の位置精度を維持した状態で、直列ループコイルの複数の部分コイルから１個分除いた個数に相当する独立ループコイルのコイル数を削減して、ループコイルの引き出し線の本数を大きく削減でき、接続コネクタ部を容易に小型化できる。また、引き出し線の本数を大きく削減できるため、走査回路への引き回し線による検出精度の低下を防止することができる。また、マルチプレクサで処理する信号線の数を削減することができるため、より小型で安価な部品を使用することができる。更には、回路もより簡略になるため、基板を小型化することができる。

また、請求項２に係る座標位置検出装置では、直列ループコイルを構成する部分コイルのコイル間隔は、該部分コイルが折り曲げられる１単位のコイル幅に基づいて決定されている。このため、該部分コイルが折り曲げられる１単位のコイル幅を決定することによって、直列ループコイルのコイル間隔を決定できると共に、第２出力信号の出力電圧を大きくすることが可能となり、位置精度を容易に維持することができる。

また、請求項３に係る座標位置検出装置では、複数の部分コイルがそれぞれ直列に接続された第１直列ループコイルと、複数の部分コイルがそれぞれ直列に接続され且つ前記第１直列ループコイルとは異なる第２直列ループコイルと、複数の独立ループコイルとは、第１方向と第２方向とのそれぞれの方向に沿って第１直列ループコイル、第２直列ループコイル、独立ループコイルの順番に、それぞれ所定の距離離れて配置され、第１直列ループコイルを構成する部分コイルと、第２直列ループコイルを構成する部分コイルと、独立ループコイルとが重なりあって配置される。これにより、位置精度を維持した状態で独立ループコイルの配線数を約１／３に削減することができ、接続コネクタ部の更なる小型化を図ることができる。

また、請求項４に係る座標位置検出装置では、第１方向と第２方向との各方向について、最大信号強度の独立ループコイル内の第１位置情報と、第１直列ループコイルと第２直列ループコイルをそれぞれ構成するコイルが折り曲げられる各単位内の第２位置情報とから、互いに最も近い位置情報を１個ずつ抽出する。そして、この抽出された第１方向と第２方向とのそれぞれの方向の各位置情報に基づいて座標指示手段によって指示された座標位置を決定することができる。

これにより、第１直列ループコイルと第２直列ループコイルと該各直列ループコイル間に配置された複数の独立ループコイルとから構成されるループコイル群を第１方向と第２方向に重ねて配置することによって、位置精度を維持した状態で、座標指示手段によって指示された座標位置を確実に検出することができる。

更に、請求項５に係る座標位置検出装置では、直列ループコイルを同一方向に複数配置して、独立ループコイルを更に削減しても、最大信号強度の独立ループコイル内の第１位置情報と、各直列ループコイルを構成するコイルが折り曲げられる各単位内の第２位置情報とから、座標指示手段によって指示された座標位置を、位置精度を維持した状態で検出することができる。

本実施形態に係る座標位置検出装置の概略構成を示す回路ブロック図である。コイルシートに配置されたループコイル群の一例を示す図である。直列ループコイルのコの字状に形成された部分コイルのコイル幅とコイル間隔を示す図である。直列ループコイルのコイル幅２０ｍｍで一定としコイル間隔を変化させた場合の出力信号の一例を示す図である。直列ループコイルの出力信号にサブピークが発生しないコイル幅と最大コイル間隔との相関を示す図である。直列ループコイルと各独立ループコイルの出力信号の一例を示す図である。座標位置検出装置のＣＰＵによる座標指示器によって指示された座標位置を決定する座標位置決定処理を示すフローチャートである。独立ループコイルによる位置情報の説明図である。第１直列ループコイルと独立ループコイルによる位置情報の説明図である。第２直列ループコイルによる位置情報の説明図である。

以下、本発明に係る座標位置検出装置について具体化した一実施形態に基づき図面を参照しつつ詳細に説明する。先ず、本実施形態に係る座標位置検出装置１の概略構成について図１に基づいて説明する。

［座標位置検出装置の概略構成］
図１に示すように、座標位置検出装置１は、後述のように各ループコイル群２６、２７（図２参照）がＸ方向（第１方向）と該Ｘ方向に直交するＹ方向（第２方向）とにそれぞれ配設されたコイルシート３（図２参照）と、マルチプレクサ（ＭＵＸ）４と、増幅回路５と、整流回路６と、制御回路部７と、フラッシュメモリ８と、電池等で構成されて制御回路部７等へ電源を供給する電源部９とから構成されている。

また、コイルシート３に配設された各ループコイルは、マルチプレクサ４に接続されている。そして、マルチプレクサ４は、各ループコイルを制御回路部７から入力されたコイル選択信号に従って順番に選択して、この選択したループコイルの出力信号を増幅回路５へ出力する。増幅回路５は、マルチプレクサ４から入力された信号を増幅して整流回路６へ出力する。整流回路６は、不図示のバンドパスフィルタや振幅検波回路等を備え、増幅回路５から入力された所定帯域の信号を検波して整流した後、制御回路部７へ検出信号として出力する。

制御回路部７は、整流回路６の出力である検出信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換回路（不図示）と座標位置検出装置１の全体の制御を行う演算装置及び制御装置としてのＣＰＵ１１と、ＣＰＵ１１が各種の演算処理を行うに当たってワーキングメモリとして使用されるＲＡＭ１２と、制御用のプログラム等が記憶されたＲＯＭ１３等を備えている。また、ＲＯＭ１３には、後述の座標指示器２１によって指示された座標位置を検出する座標位置検出処理のプログラム（図７参照）等が記憶されている。そして、ＣＰＵ１１は、検出した座標位置をフラッシュメモリ８に順次記憶して、連続した座標データを保存する。

また、コイルシート３上の座標位置を指示するペン型の座標指示器２１は、ペン先に取り付けられた先端スイッチ（ＳＷ）２２と、ＬＣ発振回路２３と、ＬＣ発振回路２３へ電源を供給する電池２４とを内蔵している。先端スイッチ２２は、通常時はＯＦＦ信号を出力し、ペン先をコイルシート３上に押し付けるとＯＮ信号を出力する。ＬＣ発振回路２３は、先端スイッチ２２からＯＮ信号が入力されると不図示のコイルを介して所定周波数の交番磁界を発生させる。従って、座標指示器２１のペン先をコイルシート３上に押し付けているときに交番磁界が発生する。

次に、コイルシート３に配設されたループコイル群の構成について図２に基づいて説明する。図２に示すように、コイルシート３のＸ方向とＹ方向には、各ループコイル群２６、２７が配設されている。尚、本実施形態の図２では、直列ループコイルのコイル幅と、独立ループコイルとのコイル幅とが、略同一の長さとなっているが、これに限定されるものではない。

コイルシート３のＸ方向に配設されたループコイル群２６は、後述のように、コイル幅に基づいて決定されたコイル間隔（図５参照、詳細は後述する。）で、Ｘ方向とＹ方向にそれぞれ繰り返し５回折り曲げられてコの字状に形成された一対の直列ループコイルＸ３１、３２（第１直列ループコイルと第２直列ループコイル）が、Ｘ方向に所定距離離間し、且つ、各折り曲げ周期が重なるように配置されている。また、各独立ループコイルＸ３３〜Ｘ３６が、一対の直列ループコイルＸ３１、Ｘ３２の隣り合う１周期に跨るように１個ずつ配置されている。また、一対の直列ループコイルＸ３１、３２と各独立ループコイルＸ３３〜Ｘ３６は、マルチプレクサ４に接続されている。言い換えれば、直列ループコイルは、コの字状のコイルが複数接続されることにより構成されている。コの字状のコイルが複数接続されて、Ｘ方向とＹ方向とに沿って配置されている。本実施形態の直列ループコイルを構成するコの字状のコイルは、本発明の部分コイルの一例である。

また、コイルシート３のＹ方向に配設されたループコイル群２７は、コイル幅に基づいて決定されたコイル間隔（図５参照）で、Ｘ方向とＹ方向にそれぞれ繰り返し８回折り曲げられてコの字状に形成された直列ループコイルＹ４１（第１直列ループコイル）と、Ｘ方向とＹ方向にそれぞれ繰り返し７回折り曲げられてコの字状に形成された直列ループコイルＹ４２（第２直列ループコイル）とが、Ｙ方向に所定距離離間し、且つ、各折り曲げ周期が重なるように配置されている。また、各独立ループコイルＹ４３〜Ｙ４９が、一対の直列ループコイルＹ４１、Ｙ４２の隣り合う１周期に跨るように１個ずつ配置されている。また、一対の直列ループコイルＹ４１、Ｙ４２と各独立ループコイルＹ４３〜Ｙ４９は、マルチプレクサ４に接続されている。

従って、一対の直列ループコイルＸ３１、３２は、それぞれ５個の独立ループコイルをつないだ状態になり、それぞれ４個ずつの独立ループコイルに対応する引き出し線の本数を削減することができる。また、直列ループコイルＹ４１は、８個の独立ループコイルをつないだ状態になり、７個の独立ループコイルに対応する引き出し線の本数を削減することができる。また、直列ループコイルＹ４２は、７個の独立ループコイルをつないだ状態になり、６個の独立ループコイルに対応する引き出し線の本数を削減することができる。

次に、各直列ループコイルＸ３１、Ｘ３２、Ｙ４１、Ｙ４２の１周期単位のコイル幅とコイル間隔との関係について図３乃至図５に基づいて説明する。尚、各直列ループコイルＸ３１、Ｘ３２、Ｙ４１、Ｙ４２は同じ構成のため、直列ループコイルＸ３１について説明する。

図３に示すように、直列ループコイルＸ３１の１周期単位のＸ方向のコイル幅をＣＷとし、コイル間隔をＳＰとする。そして、コイル幅ＣＷを一定とし、コイル間隔ＳＰを変更した場合に、座標指示器２１による交番磁界によって直列ループコイルＸ３１に発生する電圧と、座標指示器２１のＸ方向の位置との関係を発明者が測定した結果を図４に示す。

尚、図４は、コイル幅ＣＷは２０ｍｍで一定とし、座標指示器２１をＸ方向に移動させた場合の直列ループコイルＸ３１に発生する出力信号波形を示している。出力信号波形５１は、コイル間隔ＳＰが５ｍｍの場合である。また、出力信号波形５２は、コイル間隔ＳＰが１０ｍｍの場合である。また、出力信号波形５３は、コイル間隔ＳＰが１５ｍｍの場合である。また、出力信号波形５４は、コイル間隔ＳＰが２０ｍｍの場合である。また、出力信号波形５５は、コイル間隔ＳＰが４０ｍｍの場合である。

図４に示すように、直列ループコイルＸ３１の各出力信号波形５１〜５５は、１周期単位のコイル幅ＣＷの幅方向中心位置Ａ１において最大電圧となり、長手方向の端部Ａ２に近づくにつれて小さくなっている。また、各出力信号波形５１〜５３は、コイル間隔ＳＰの各幅方向中心位置Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３において最小電圧となる谷を形成している。一方、各出力信号波形５４、５５は、コイル間隔ＳＰの各幅方向中心位置Ｃ４、Ｃ５において、該中心位置Ｃ４、Ｃ５の幅方向左右の信号電圧よりも高くなって電圧が極大となるサブピークが発生している。

つまり、直列ループコイルＸ３１は、コイル幅ＣＷを２０ｍｍで一定とした場合には、コイル間隔ＳＰが１５ｍｍ付近の場合に、コイル間隔ＳＰの幅方向中心位置Ｃ３における出力電圧が最小になり、コイル間隔ＳＰの幅方向中心位置Ｃ３においてサブピークも発生しないと考えられる。つまり、直列ループコイルＸ３１は、コイル幅ＣＷが２０ｍｍの場合には、コイル間隔ＳＰが１５ｍｍ付近の場合に、コイル間隔ＳＰの幅方向中心位置Ｃ３における信号電圧が極小になると考えられる。

ここで、直列ループコイルＸ３１の１周期単位のコイル幅ＣＷを１２ｍｍ〜４０ｍｍで一定として、座標指示器２１をＸ方向に移動させた場合に、コイル間隔ＳＰの幅方向中心位置における出力電圧が最小になったコイル幅ＣＷとコイル間隔ＳＰとの関係を発明者が測定した結果を図５に示す。

図５に示すように、コイル幅ＣＷが１２ｍｍ、１５ｍｍ、１８ｍｍ、２０ｍｍ、２２ｍｍ、２５ｍｍ、２８ｍｍ、３０ｍｍ、４０ｍｍの場合には、コイル間隔ＳＰが約１９．７ｍｍ、約１９ｍｍ、約１６ｍｍ、約１７．５ｍｍ、約１３．７ｍｍ、約１６．６ｍｍ、約１３、５ｍｍ、約１４．４ｍｍ、約１０ｍｍのときにコイル間隔ＳＰの幅方向中心位置における出力電圧が最小になり、サブピークも発生しなかった。

従って、コイル幅ＣＷが１２ｍｍ〜４０ｍｍの場合には、コイル間隔ＳＰの幅方向中心位置における出力電圧が最小になり、サブピークも発生しないコイル幅ＣＷと最大コイル間隔ＳＰとは、コイル幅ＣＷの寸法をＸ（ｍｍ）、最大コイル間隔ＳＰの寸法をＹ（ｍｍ）とした場合に、Ｙ＝−０．３２６２Ｘ＋２３．２２３の回帰直線６１によって表される直線的な相関関係を有していると考えられる。言い換えれば、コイル幅ＣＷが１２ｍｍ〜４０ｍｍの場合、コイル幅ＣＷの寸法がＸ（ｍｍ）長くなると、最大コイル間隔ＳＰの寸法Ｙ（ｍｍ）がＸ（ｍｍ）に対応して所定長さだけ短くなる、つまり、０．３２６２Ｘ（ｍｍ）だけ短くなるという関係がある。

次に、座標指示器２１を移動させた場合に、各直列ループコイルＸ３１、Ｘ３２、Ｙ４１、Ｙ４２と、各独立ループコイルＸ３３〜Ｘ３６、Ｙ４３〜Ｙ４９によって出力される出力信号の一例について図６に基づいて説明する。

尚、各直列ループコイルＸ３１、Ｘ３２、Ｙ４１、Ｙ４２は、上記のようにコイル間隔ＳＰの幅方向中心位置における出力電圧が最小になり、サブピークも発生しないコイル幅ＣＷと最大コイル間隔ＳＰに設定されている。例えば、コイル幅ＣＷが２０ｍｍで、最大コイル間隔ＳＰが約１７．５ｍｍである。また、各直列ループコイルＸ３１、Ｘ３２、Ｙ４１、Ｙ４２のコイル幅ＣＷと最大コイル間隔ＳＰは同一に設定する。また、各直列ループコイルＸ３１、Ｘ３２、Ｙ４１、Ｙ４２のコイル幅ＣＷと各独立ループコイルＸ３３〜３６、Ｙ４３〜Ｙ４９のコイル幅ＣＷは、ほぼ同じに設定されている。

従って、各直列ループコイルＸ３１、Ｘ３２と各直列ループコイルＹ４１、Ｙ４２から出力される出力信号は、ほぼ同じであり、各独立ループコイルＸ３３〜Ｘ３６と各独立ループコイルＹ４３〜Ｙ４９から出力される出力信号も、ほぼ同じであるため、Ｘ方向に配設されたループコイル群２６について説明する。

図６に示すように、座標指示器２１をＸ方向に移動させた場合には、Ｘ方向に配設されたループコイル群２６を構成する直列ループコイルＸ３１は、座標指示器２１による交番磁界によって、１周期単位の各コイル幅ＣＷの幅方向中心位置Ａ１（図４参照）において最大電圧となり、長手方向の端部Ａ２（図４参照）に近づくにつれて小さくなる出力信号Ｅ３１を出力する。また、直列ループコイルＸ３２は、座標指示器２１による交番磁界によって、１周期単位の各コイル幅ＣＷの幅方向中心位置Ａ１（図４参照）において最大電圧となり、長手方向の端部Ａ２（図４参照）に近づくにつれて小さくなる出力信号Ｅ３２を出力する。

また、Ｘ方向に配設されたループコイル群２６を構成する各独立ループコイルＸ３３〜Ｘ３６は、座標指示器２１がそれぞれのコイル幅ＣＷ内をＸ方向へ移動している際に、各コイル幅ＣＷの幅方向中心位置Ａ１（図４参照）において最大電圧となり、長手方向の端部Ａ２（図４参照）に近づくにつれて小さくなる各出力信号Ｅ３３〜Ｅ３６を順次出力する。

次に、上記のように構成された座標位置検出装置１のＣＰＵ１１が実行する処理であって、座標指示器２１によって指示された座標位置、つまり、ペン先が押し付けられた座標位置を決定する座標位置決定処理について図７乃至図１０に基づいて説明する。尚、コイルシート３上のＸＹ方向の原点位置は、図２中、コイルシート３の左下角部とする。

図７に示すように、先ず、ステップ（以下、Ｓと略記する）１１において、ＣＰＵ１１は、マルチプレクサ４に対して、Ｘ方向の各独立ループコイルＸ３３〜Ｘ３６と、Ｙ方向の各独立ループコイルＹ４３〜Ｙ４９の出力信号を順次出力するように指示する選択信号を出力する。つまり、ＣＰＵ１１は、Ｘ方向とＹ方向に配設された独立ループコイルのみの出力信号の走査を行う。

そして、Ｓ１２において、ＣＰＵ１１は、Ｘ方向の各独立ループコイルＸ３３〜Ｘ３６の出力信号の電圧から、最大電圧のＸ方向の独立ループコイルを特定し、この独立ループコイル内の当該出力信号の電圧に対応するＸ方向の位置情報を取得してＲＡＭ１２に記憶する。また、ＣＰＵ１１は、Ｙ方向の各独立ループコイルＹ４３〜Ｙ４９の出力信号の電圧から、最大電圧のＹ方向の独立ループコイルを特定し、この独立ループコイル内の当該出力信号の電圧に対応するＹ方向の位置情報を取得してＲＡＭ１２に記憶する。つまり、ＣＰＵ１１は、座標指示器２１のペン先が位置するＸ方向及びＹ方向の独立ループコイルを特定し、各独立ループコイル内の出力信号の電圧に対応するＸ方向及びＹ方向の各位置を算出して、ＲＡＭ１２に記憶する。

具体的には、図８に示すように、Ｘ方向の各独立ループコイルＸ３３〜３６のうち、独立ループコイルＸ３３から最大電圧の出力信号が出力された場合には、ＣＰＵ１１は、座標指示器２１のペン先は、独立ループコイルＸ３３のコイル幅ＣＷ内に位置すると判定する。そして、ＣＰＵ１１は、コイルシート３上の独立ループコイルＸ３３の位置情報と、座標指示器２１のペン先がコイル幅ＣＷ内をＸ方向へ移動した際に出力される出力信号Ｅ３３（図６参照）から、独立ループコイルＸ３３の出力信号の電圧に対応するＸ方向の各位置Ｐ１、Ｐ２を算出し、ＲＡＭ１２に記憶する。

また例えば、Ｙ方向の各独立ループコイルＹ４３〜Ｙ４９についても同様にして、ＣＰＵ１１は、各独立ループコイルＹ４３〜Ｙ４９のうち、最大電圧の出力信号が出力された独立ループコイルを特定し、出力信号の電圧に対応するＹ方向の各位置Ｑ１、Ｑ２（不図示）を算出し、ＲＡＭ１２に記憶する。

続いて、Ｓ１３において、ＣＰＵ１１は、マルチプレクサ４に対して、Ｘ方向の各直列ループコイルＸ３１、Ｘ３２と、Ｙ方向の各直列ループコイルＹ４１、４２の出力信号を順次出力するように指示する選択信号を出力する。つまり、ＣＰＵ１１は、Ｘ方向とＹ方向に配設された各直列ループコイルのみの出力信号の走査を行う。

そして、Ｓ１４において、ＣＰＵ１１は、Ｘ方向の各直列ループコイルＸ３１、Ｘ３２のうち、出力信号の電圧が大きい方、つまり、最大信号強度の直列ループコイルを抽出し、出力信号の電圧と共にコイル番号（例えば、出力信号Ｅ３１に対応する直列ループコイルＸ３１の識別コイル番号である。）等を記憶する。また、ＣＰＵ１１は、Ｙ方向の各直列ループコイルＹ４１、Ｙ４２のうち、出力信号の電圧が大きい方、つまり、最大信号強度の直列ループコイルを抽出し、出力信号の電圧と共にコイル番号（例えば、Ｙ４１である。）等を記憶する。

その後、Ｓ１５において、ＣＰＵ１１は、Ｘ方向の最大信号強度の直列ループコイルの各周期単位について、それぞれの出力信号の電圧に対応するＸ方向の位置情報を取得してＲＡＭ１２に記憶する。また、ＣＰＵ１１は、Ｙ方向の最大信号強度の直列ループコイルの各周期単位について、それぞれの出力信号の電圧に対応するＹ方向の位置情報を取得してＲＡＭ１２に記憶する。

例えば、図９に示すように、Ｘ方向の直列ループコイルＸ３１の信号強度が最大の場合には、ＣＰＵ１１は、コイルシート３上の直列ループコイルＸ３１の各周期の位置情報と、座標指示器２１のペン先がコイル幅ＣＷ内をＸ方向へ移動した際に出力される出力信号Ｅ３１（図６参照）とから、直列ループコイルＸ３１の各周期単位について、それぞれの出力信号の電圧に対応するＸ方向の各位置Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ１４、・・・を算出し、ＲＡＭ１２に記憶する。

また例えば、Ｙ方向の直列ループコイルＹ４１の信号強度が最大の場合には、ＣＰＵ１１は、同様にして、直列ループコイルＹ４１の各周期単位について、それぞれの出力信号の電圧に対応するＹ方向の各位置Ｑ１１、Ｑ１２、Ｑ１３、Ｑ１４、・・・（不図示）を算出し、ＲＡＭ１２に記憶する。

そして、Ｓ１６において、ＣＰＵ１１は、ＲＡＭ１２から上記Ｓ１２で記憶したＸ方向の独立ループコイル内の出力信号に対応するＸ方向の位置情報を読み出す。そして、ＣＰＵ１１は、Ｓ１５で取得したＸ方向の最大信号強度の直列ループコイルの各周期単位内の出力信号の電圧に対応する各位置情報のうち、当該Ｘ方向の独立ループコイル内の位置情報とほぼ一致するもの、つまり、最も近い組み合わせを抽出する。そして、ＣＰＵ１１は、この互いにほぼ一致したＸ方向の独立ループコイル内の位置情報と、当該Ｘ方向の最大信号強度の直列ループコイルの位置情報とを、座標指示器２１のペン先が位置するＸ方向の位置情報としてＲＡＭ１２に記憶する。

また、ＣＰＵ１１は、ＲＡＭ１２から上記Ｓ１２で記憶したＹ方向の独立ループコイル内の出力信号に対応するＹ方向の位置情報を読み出す。そして、ＣＰＵ１１は、Ｓ１５で取得したＹ方向の最大信号強度の直列ループコイルの各周期単位内の出力信号の電圧に対応する各位置情報のうち、当該Ｙ方向の独立ループコイル内の位置情報とほぼ一致するもの、つまり、最も近いものを抽出する。そして、ＣＰＵ１１は、この互いにほぼ一致したＹ方向の独立ループコイル内の位置情報と、当該Ｙ方向の最大信号強度の直列ループコイルの位置情報とを、座標指示器２１のペン先が位置するＹ方向の位置情報としてＲＡＭ１２に記憶する。

例えば、図９に示すように、独立ループコイルＸ３３の出力信号の電圧に対応するＸ方向の各位置Ｐ１、Ｐ２と、直列ループコイルＸ３１の各周期内のそれぞれの出力信号の電圧に対応するＸ方向の各位置Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ１４、・・・とのうち、Ｘ方向の各位置Ｐ２、Ｐ１３がほぼ一致する場合には、ＣＰＵ１１は、Ｘ方向の各位置Ｐ２、Ｐ１３を、座標指示器２１のペン先が位置するＸ方向の位置情報としてＲＡＭ１２に記憶する。

また同様に、Ｙ方向の最大電圧の出力信号が出力された独立ループコイルのＹ方向の各位置Ｑ１、Ｑ２（不図示）とＹ方向の最大信号強度の直列ループコイル各周期内のそれぞれの出力信号の電圧に対応するＹ方向の各位置Ｑ１１、Ｑ１２、Ｑ１３、Ｑ１４、・・・（不図示）とのうち、互いにほぼ一致する各位置を抽出し、座標指示器２１のペン先が位置するＹ方向の位置情報としてＲＡＭ１２に記憶する。

続いて、Ｓ１７において、ＣＰＵ１１は、上記Ｓ１３で走査したＸ方向とＹ方向に配設された各直列ループコイルのうち、Ｘ方向とＹ方向において、それぞれ次に信号強度の大きい直列ループコイルがあるか否かを判定する判定処理を実行する。つまり、信号強度の大きい直列ループコイルから順番にＳ１５乃至Ｓ１６の処理を実行して、位置情報を取得する。
そして、Ｘ方向とＹ方向において、それぞれ次に信号強度の大きい直列ループコイルがあると判定した場合には（Ｓ１７：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１１は、Ｘ方向とＹ方向の次に信号強度の大きい直列ループコイルについて、再度Ｓ１５以降の処理を実行する。

例えば、図１０に示すように、次に信号強度の大きい直列ループコイルＸ３２がある場合には、直列ループコイルＸ３２の各周期単位について、それぞれの出力信号の電圧に対応するＸ方向の各位置Ｐ２１、Ｐ２２、Ｐ２３、Ｐ２４、・・・を算出し、ＲＡＭ１２に記憶する（Ｓ１５）。

そして、独立ループコイルＸ３３の出力信号の電圧に対応するＸ方向の各位置Ｐ１、Ｐ２と、直列ループコイルＸ３２の各周期内のそれぞれの出力信号の電圧に対応するＸ方向の各位置Ｐ２１、Ｐ２２、Ｐ２３、Ｐ２４、・・・とのうち、Ｘ方向の各位置Ｐ２、Ｐ２４がほぼ一致する場合には、ＣＰＵ１１は、Ｘ方向の位置Ｐ２は既に記憶しているため、Ｘ方向の位置Ｐ２４を、座標指示器２１のペン先が位置するＸ方向の位置情報としてＲＡＭ１２に記憶する。

一方、Ｘ方向とＹ方向において、それぞれ次に信号強度の大きい直列ループコイルが無いと判定した場合、つまり、全ての直列ループコイルについて座標指示器２１のペン先が位置する位置情報を取得したと判定した場合には（Ｓ１７：ＮＯ）、ＣＰＵ１１は、Ｓ１８の処理に移行する。つまり、信号強度の大きい直列ループコイルから順番にＳ１５乃至Ｓ１６の処理を実行して、位置情報を取得し、次に信号強度の大きい直列ループコイルがない場合には、即ち、全ての直列ループコイルについて位置情報を取得した場合には、ＣＰＵ１１は、Ｓ１８の処理に移行する。

Ｓ１８において、ＣＰＵ１１は、先ず、上記Ｓ１６で記憶したＸ方向の独立ループコイルの座標指示器２１のペン先が位置する位置情報と、Ｘ方向の各直列ループコイルＸ３１、Ｘ３２の座標指示器２１のペン先が位置する位置情報とをＲＡＭ１２から読み出す。そして、ＣＰＵ１１は、Ｘ方向の差が最も小さい独立ループコイル、直列ループコイルの組み合わせの各位置情報の平均値を算出して、座標指示器２１のペン先が位置するＸ方向の位置情報としてＲＡＭ１２に記憶する。

また、ＣＰＵ１１は、上記Ｓ１６で記憶したＹ方向の独立ループコイルの座標指示器２１のペン先が位置する位置情報と、Ｙ方向の各直列ループコイルＹ４１、Ｙ４２の座標指示器２１のペン先が位置する位置情報とをＲＡＭ１２から読み出す。そして、ＣＰＵ１１は、Ｙ方向の各位置情報の平均値を算出して、座標指示器２１のペン先が位置するＹ方向の位置情報としてＲＡＭ１２に記憶する。

そして、Ｓ１９において、ＣＰＵ１１は、ＲＡＭ１２から上記Ｓ１８で記憶した座標指示器２１のペン先が位置するＸ方向及びＹ方向の各位置情報を読み出し、座標指示器２１のペン先が位置するコイルシート３上の座標位置としてフラッシュメモリ８に記憶する。尚、この座標位置を時間情報と関連付けて記憶するようにしてもよい。

続いて、Ｓ２０において、ＣＰＵ１１は、電源がＯＦＦになったか否かを判定する判定処理を実行する。そして、電源がＯＦＦになっていないと判定した場合には（Ｓ２０：ＮＯ）、ＣＰＵ１１は、再度Ｓ１１以降の処理を実行する。一方、電源がＯＦＦになったと判定した場合には（Ｓ２０：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１１は、当該処理を終了する。

以上詳細に説明した通り、本実施形態に係る座標位置検出装置１では、コイルシート３のＸ方向とＹ方向には、各ループコイル群２６、２７が配設されている。また、ループコイル群２６は、繰り返し５回折り曲げ形成された一対の直列ループコイルＸ３１、Ｘ３２と、各独立ループコイルＸ３３〜Ｘ３６とから構成されている。また、ループコイル群２７は、繰り返し８回折り曲げ形成された直列ループコイルＸ４１と、繰り返し７回折り曲げ形成された直列ループコイルＸ４２と、各独立ループコイルＹ４３〜Ｙ４９とから構成されている。

これにより、コイルシート３上における座標位置の位置精度を維持した状態で、各直列ループコイルＸ３１、Ｘ３２、Ｙ４１、Ｙ４２の折り曲げ周期数から１周期分除いた個数に相当する独立ループコイルのコイル数を削減して、ループコイルの引き出し線の本数を約１／３に削減でき、マルチプレクサ４に接続する接続コネクタ部を容易に小型化できる。また、引き出し線の本数を大きく削減できるため、マルチプレクサ４への引き回し線による各ループコイルの検出精度の低下を防止することができる。また、マルチプレクサ４で処理する信号線の数を削減することができるため、より小型で安価な部品を使用することができる。更には、回路もより簡略になるため、基板を小型化することができる。

また、各直列ループコイルＸ３１、Ｘ３２、Ｙ４１、Ｙ４２のコイル間隔ＳＰを、１周期単位のコイル幅ＣＷに基づいてサブピークが発生しない最大幅に決定することによって、各直列ループコイルＸ３１、Ｘ３２、Ｙ４１、Ｙ４２の出力信号を大きくすることができると共に、位置精度を容易に維持することができる。

また、ＣＰＵ１１は、最大電圧のＸ方向の独立ループコイルとＹ方向の独立ループコイルとを特定し、座標指示器２１のペン先が位置するＸ方向及びＹ方向の独立ループコイルを特定する。そして、ＣＰＵ１１は、各独立ループコイル内の出力信号の電圧に対応するＸ方向及びＹ方向の各位置を算出して、ＲＡＭ１２に記憶する。また、ＣＰＵ１１は、各直列ループコイルＸ３１、Ｘ３２の各周期単位について、それぞれの出力信号の電圧に対応するＸ方向の位置を算出する。そして、Ｘ方向の最大電圧の独立ループコイルの出力信号の電圧に対応する位置と、各直列ループコイルＸ３１、Ｘ３２の各周期単位の出力信号の電圧に対応する位置からほぼ一致するものをそれぞれ抽出し、平均値をＸ座標とする。

また、ＣＰＵ１１は、各直列ループコイルＹ４１、Ｙ４２の各周期単位について、それぞれの出力信号の電圧に対応するＹ方向の位置を算出する。そして、Ｙ方向の最大電圧の独立ループコイルの出力信号の電圧に対応する位置と、各直列ループコイルＹ４１、Ｙ４２の各周期単位の出力信号の電圧に対応する位置からほぼ一致するものをそれぞれ抽出し、平均値をＹ座標とする。そして、ＣＰＵ１１は、当該Ｘ座標とＹ座標とを座標指示器２１のペン先が位置するコイルシート３上の座標位置としてフラッシュメモリ８に記憶する。

これにより、一対の直列ループコイルＸ３１、Ｘ３２と、各独立ループコイルＸ３３〜Ｘ３６とから構成されたループコイル群２６と、一対の直列ループコイルＹ４１、Ｙ４２と、各独立ループコイルＹ４３〜Ｙ４９とから構成されたループコイル群２７とを、Ｘ方向とＹ方向に配置することによって、位置精度を維持した状態で、座標指示器２１のペン先が位置するコイルシート３上の座標位置を確実に検出することができる。

尚、本発明は前記実施形態に限定されることはなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることは勿論である。

（Ａ）例えば、一対の直列コイルＸ３１、Ｘ３２のうち一方を削除し、各周期単位に対応する位置に独立ループコイルを配置するようにしてもよい。また、一対の直列コイルＹ４１、Ｙ４２のうち一方を削除し、各周期単位に対応する位置に独立ループコイルを配置するようにしてもよい。

（Ｂ）また例えば、コイルシート３上のＸ方向とＹ方向に直列ループコイルを３個以上配置するようにしてもよい。これにより、コイルシート３が大型化しても、独立ループコイルのコイル数を削減して、ループコイルの引き出し線の本数の削減化を図ることができる。

１座標位置検出装置
３コイルシート
４マルチプレクサ（ＭＵＸ）
７制御回路部
８フラッシュメモリ
１１ＣＰＵ
１２ＲＡＭ
１３ＲＯＭ
２１座標指示器
２６、２７ループコイル群
Ｅ３１〜Ｅ３５出力信号
Ｘ３１、Ｘ３２、Ｙ４１、Ｙ４２直列ループコイル
Ｘ３３〜Ｘ３６、Ｙ４３〜Ｙ４９独立ループコイル
ＣＷコイル幅
ＳＰコイル間隔
５１〜５５出力信号波形
６１回帰直線

Claims

交番磁界を発生して座標位置を指示する座標指示手段からの信号を検出して座標位置を決定する座標位置検出装置において、
所定の方向に所定間隔で形成された複数の部分コイルがそれぞれ直列に接続された直列ループコイルと、前記直列ループコイルを構成する部分コイル間に配置された独立ループコイルとから構成される少なくとも２つのループコイル群を、所定の方向として第１方向と該第１方向とは異なる第２方向とにそれぞれ沿うように重ねて配置した座標入力シートと、
各独立ループコイルから出力される第１出力信号と各直列ループコイルから出力される第２出力信号とを取得する信号取得手段と、
前記信号取得手段を介して取得した前記第１出力信号と前記第２出力信号とに基づいて前記座標位置を決定する座標位置決定手段と、
を備えたことを特徴とする座標位置検出装置。
前記直列ループコイルを構成する部分コイルのコイル間隔は、該部分コイルが折り曲げられる１単位のコイル幅に基づいて決定されていることを特徴とする請求項１に記載の座標位置検出装置。
前記座標入力シートが含む前記ループコイル群は、前記直列ループコイルとして、前記複数の部分コイルがそれぞれ直列に接続された第１直列ループコイルと、前記複数の部分コイルがそれぞれ直列に接続され且つ前記第１直列ループコイルとは異なる第２直列ループコイルとを含み、前記第１直列ループコイルと、前記第２直列ループコイルと、複数の前記独立ループコイルと、を前記第１方向と前記第２方向とのそれぞれに沿って配置され、
前記第１直列ループコイルが含む部分コイルと、前記第２直列ループコイルが含む部分コイルと、前記独立ループコイルとは、前記第１方向と前記第２方向とのそれぞれの方向に沿って前記第１直列ループコイル、前記第２直列ループコイル、前記独立ループコイルの順番に、それぞれ前記第１方向または前記第２方向に沿って所定の距離離れて配置され、前記第１直列ループコイルが含む部分コイルと、前記第２直列ループコイルが含む部分コイルと、前記独立ループコイルとが重なりあって配置されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の座標位置検出装置。
前記座標位置決定手段は、
前記各ループコイル群を構成する前記直列ループコイルと前記複数の独立ループコイルとの前記座標入力シート上における配置位置情報を記憶する配置位置記憶手段と、
前記第１方向と第２方向との各方向について、最大信号強度の独立ループコイルから出力された第１出力信号と前記配置位置情報とに基づいて当該第１出力信号に対応する独立ループコイル内の第１位置情報を取得する第１位置情報取得手段と、
前記第１方向と第２方向との各方向について、前記直列ループコイルから出力された第２出力信号と前記配置位置情報とに基づいて当該第２出力信号に対応する各周期単位内の第２位置情報を取得する第２位置情報取得手段と、
前記第１方向と第２方向との各方向について、前記第２位置情報と前記第１位置情報とから互いに最も近い位置情報を１個ずつ抽出する抽出手段と、
を有し、
該座標位置決定手段は、前記抽出手段によって抽出された第１方向と第２方向とのそれぞれの方向の各位置情報に基づいて前記座標位置を決定することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の座標位置検出装置。
前記直列ループコイルが同一方向に複数配置されている場合には、前記第２位置情報取得手段は、各直列ループコイルについて前記第２位置情報を取得し、
前記抽出手段は、前記各直列ループコイルについて前記第２位置情報と前記第１位置情報とから互いに最も近い位置情報を１個ずつ抽出し、
前記座標位置決定手段は、該抽出手段によって抽出された第１方向と第２方向とのそれぞれの方向の各位置情報に基づいて前記座標位置を決定することを特徴とする請求項４に記載の座標位置検出装置。