JPH05241722A

JPH05241722A - 位置入力装置

Info

Publication number: JPH05241722A
Application number: JP4493092A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Watanabe; 俊顕渡邉
Original assignee: Seiko Instruments Inc
Current assignee: Seiko Instruments Inc
Priority date: 1992-03-02
Filing date: 1992-03-02
Publication date: 1993-09-21
Anticipated expiration: 2013-09-10
Also published as: JP2796606B2

Abstract

(57)【要約】【目的】位置指示器に多数のスイッチを搭載するな
ど、状態設定の拡張性を容易に得られるようにし、しか
も回路の簡素化を計る。【構成】位置指示器５に備えた共振回路４が第１の結合
手段１及び第２の結合手段２に近づくと、電磁結合Ｍ１
及びＭ２が発生し、増幅回路３の出力、第１の結合手段
１、電磁結合Ｍ１、共振回路４、電磁結合Ｍ２、第２の
結合手段２、増幅回路３の入力を一連の経路とした正帰
還ループが構成され、共振回路４の共振周波数において
発振が起こり、発振信号１０１が得られる。発振信号１
０１の振幅は位置指示器５の位置に応じて変化し、位置
検出回路６は発振信号１０１の振幅から位置指示器５の
位置情報を得、状態検出回路８は発振信号１０１の周波
数から状態設定回路７で設定したスイッチＳＷ１及びＳ
Ｗ２のスイッチ情報を検出することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータ等の電子
機器へ位置情報を入力する位置入力装置に関し、特に電
磁誘導現象を応用したワイヤレス位置入力装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の位置入力装置は励磁回路
から発生した励磁信号でセンスラインを励磁し、センス
ラインから発生した磁界によって位置指示器に備えた共
振回路を共振させ、共振回路から発生した磁界を他のセ
ンスラインで検出し、この検出信号を増幅して検出信号
の振幅から位置情報を得ていた。

【０００３】また、位置指示器に備えたスイッチ等の状
態設定手段の設定状態を本体側で検出する手段として、
位置指示器に備えた共振回路の共振周波数を状態設定手
段によって僅かに変化させ、位置入力装置本体側で基準
となる励磁信号とセンスラインからの検出信号との位相
差を検出することによって設定状態の検出を実現してい
た。

【０００４】また位置指示器にスイッチを多数搭載し、
多数の状態設定を必要としたり、位置指示器に筆圧検出
機能を設けるなどの状態設定の拡張を必要とする場合に
は、本体側に僅かな位相の変化を精度よく、しかも安定
して検出することのできる検出回路を搭載して検出精度
を確保するとともに、位置指示器の製造時において、共
振回路の共振周波数を精度よく調整し、調整後において
も温度変化、経時変化等、周囲環境変化に対して高い安
定性を得られるように安定度の良い部品を使用するなど
して実現していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような方
式による従来の前記位置入力装置では、励磁回路や位相
差検出回路が必要であり、さらに多スイッチ化などの状
態設定の拡張を求めるほど回路に高い精度と安定性が要
求され、このような要求は本体側の回路を複雑にし、小
型化を困難にしていた。

【０００６】また位置指示器においては製造工程におけ
る調整作業を増大させ、コスト高を引き起こし、結果と
して多スイッチ化や筆圧検出などの状態設定手段の拡張
を困難にするという問題点を有していた。本発明の目的
は、励磁信号などの基準信号によって共振回路を励磁
し、その応答を検出するという従来の方法によらず、励
磁回路、位相差検出回路を排除し、回路の簡素化が計
れ、しかも状態設定手段の拡張性を容易に得ることがで
きる位置入力装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、位置入力装置
として、増幅回路と、増幅回路の出力に接続した第１の
結合手段と、増幅回路の入力に接続した第２の結合手段
と、位置検出手段と、共振回路を有する位置指示器とか
らなり、共振回路は、第１の結合手段と第２の結合手段
との双方と電磁結合を有することによって、増幅回路と
第１の結合手段と第２の結合手段とともに正帰還ループ
をなし、共振回路の共振周波数によって発振する発振回
路を形成し、位置検出手段は、正帰還ループによって発
生する発振の振幅情報から位置指示器の位置情報を得る
構成とした。

【０００８】また、本発明の位置入力装置において、第
１の結合手段は、ＸＹ直交座標軸の一方の軸に平行で、
かつ互いに等間隔に敷設した複数のセンスラインからな
る第１のセンスライン群と、第１のセンスライン群を順
次選択する回路であって増幅回路の出力に接続される第
１の走査回路とからなり、第２の結合手段は、他方の軸
に平行でかつ互いに等間隔に敷設した複数のセンスライ
ンからなる第２のセンスライン群と、第２のセンスライ
ン群を順次選択する回路であって増幅回路の入力に接続
される第２の走査回路とからなり、位置検出手段は、第
１及び第２の走査回路を走査して得られた発振信号の振
幅情報から位置指示器の位置情報を得る構成とした。

【０００９】そして、本発明の位置入力装置において、
共振回路の共振周波数を変化させる状態設定手段と、発
振の周波数情報から状態設定手段によって設定した状態
を検出する状態検出手段とを設けた構成とした。さら
に、本発明の位置入力装置において、増幅回路の増幅度
を制御するＡＧＣ回路を設け、位置検出手段は、ＡＧＣ
（自動利得制御）回路が出力する制御信号もしくは増幅
回路の入力信号から得られる発振の振幅情報から位置指
示器の位置情報を得る構成とした。

【００１０】

【作用】本発明による位置入力装置において、第１及び
第２の結合手段と共振回路との間に距離がある場合、す
なわち互いに磁気結合がない状態においては、増幅回路
の入出力間で帰還は構成されず発振は発生しない。しか
し第１及び第２の結合手段と共振回路との距離を小さく
し、互いに磁気結合が生じると、ここに増幅器の出力、
第１の結合手段、共振回路、第２の結合手段、増幅器の
入力を一連の経路とした正帰還ループが構成され、共振
回路の共振周波数による発振が発生する。この正帰還ル
ープに現れる発振振幅は、第１及び第２の結合手段と共
振回路との距離で決まる帰還量に応じて変化し、距離が
近いほど帰還量は増加し大きな発振振幅が得られ、距離
が遠いほど帰還量は減少し発振振幅は小さくなる。従っ
て位置検出手段はこの発振振幅から共振回路を備えた位
置指示器の位置情報を得ることができる。

【００１１】また、第１の結合手段を第１のセンスライ
ン群とし、第２の結合手段を第２のセンスライン群と
し、それぞれに第１および第２の走査回路を設けた場合
には、共振回路は、第１の走査回路によって順次選択さ
れるセンスラインと、第２の走査回路によって順次選択
されるセンスラインとの双方と結合することによって正
帰還ループをなし、たとえば第１の走査回路によって選
択されたセンスラインが共振回路の真下に位置し、かつ
第２の走査回路によって選択されたセンスラインが共振
回路の真下に位置した場合に最大の発振振幅が得られ、
選択されるセンスラインが共振回路から遠くなるに従っ
て発振振幅は小さくなる。位置検出手段は、第１及び第
２の走査回路を走査して得られた発振信号の振幅情報か
ら位置指示器の位置情報を得ることができる。

【００１２】さらに、共振回路の共振周波数を変化させ
る状態設定手段を設け、該状態設定手段によって共振回
路の共振周波数を変化させると、これに伴って、正帰還
ループにあらわれる発振周波数も同様に変化する。従っ
て状態検出手段はこの周波数情報を検出し、状態設定手
段によって設定した状態を検出することができる。そし
て、増幅回路の増幅度を制御するＡＧＣ回路を設けた場
合には、共振回路が第１及び第２の結合手段と結合して
いない状態において増幅器の増幅度を十分に確保してお
き、共振回路が第１及び第２の結合手段に近づき発振が
開始すると、ＡＧＣ回路は増幅回路の増幅度を制御し出
力振幅を制限する。これによって発振は安定し増幅回路
の出力振幅は以後一定となる。共振回路と第１及び第２
の結合手段との距離がさらに近づいてゆくと、ＡＧＣ回
路から出力される制御信号及び増幅回路の入力信号は距
離に応じて変化するので、位置検出手段は、ＡＧＣ回路
が出力する制御信号もしくは増幅回路の入力信号から得
られる発振の振幅情報から位置指示器の位置情報を得る
ことができる。

【００１３】

【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。図１は、本発明の基本原理図である。図において、
３は増幅回路、１は増幅回路３の出力に接続される第１
の結合手段、２は増幅回路３の入力に接続される第２の
結合手段、４は第１の結合手段１及び第２の結合手段２
の双方と電磁結合を有する共振回路、５は共振回路４を
有する位置指示器、１０１は増幅回路３から出力される
発振信号、１０２は増幅回路３の入力信号、６は発振信
号１０１の振幅から位置指示器５の位置情報を検出する
位置検出手段、Ｍ１は第１の結合手段１と共振回路４と
の電磁結合、Ｍ２は第２の結合手段と共振回路４との電
磁結合である。

【００１４】図１において、位置指示器５が第１の結合
手段１及び第２の結合手段２から離れた位置にあって、
共振回路４と第１の結合手段１及び第２の結合手段２と
の間に電磁結合がないときは帰還は発生せず発振は起こ
らない。しかし、位置指示器５が第１の結合手段１及び
第２の結合手段２の近傍にあって、共振回路４と第１の
結合手段１及び第２の結合手段２との間に電磁結合Ｍ１
及びＭ２が発生すると、増幅回路３の出力、第１の結合
手段１、電磁結合Ｍ１、共振回路４、電磁結合Ｍ２、第
２の結合手段２、増幅回路３の入力を一連の経路とした
正帰還ループが構成され、共振回路４の共振周波数にお
いて発振が起こる。発振は増幅回路３が発生する雑音、
自然雑音等により励起され、この種の発振作用において
周知の現象である。

【００１５】ここで共振回路４と第１の結合手段１及び
第２の結合手段２とがさらに近づくと、発振周波数は変
化しないが、その距離に応じて帰還量が変化し、距離が
近いほど帰還量は増加し大きな発振振幅が得られ、距離
が遠いほど帰還量は減少し発振振幅は小さくなる。この
ようにして増幅回路３の出力には位置指示器５の位置に
応じた振幅の発振信号１０１が得られ、位置検出手段６
はこの発振信号１０１の振幅から位置情報を得ることが
できる。

【００１６】なお、第１と第２の結合手段は、共振回路
との結合が無いときに第１と第２の結合手段を通じて直
接帰還がかからないようにしたものであればどのような
形態であっても良い。また、振幅の絶対値は小さいが増
幅回路３の入力信号１０２からも同様に位置情報を得ら
れる。次に本発明の第１の実施例を図２乃至図６に基づ
き説明する。

【００１７】図２は、本実施例の構成図である。１ａは
第１のセンスライン、２ａは第２のセンスライン、３は
増幅回路、４は共振回路、５は位置指示器、６ａは位置
検出手段、１０１は発振信号、１０２は入力信号、Ａと
ＢとＣは位置指示器５が指示する位置である。図３は、
位置検出手段６ａの構成図である。位置検出手段、５１
は整流回路、５２は平滑回路、５３はＡＤ変換回路、５
４ａは一般的なＣＰＵ回路で構成される制御回路、１０
１は発振信号、１５１はＡＤ変換前の発振信号である。

【００１８】図４は、図３の発振信号１５１の振幅変化
の一例を示す図である。縦軸は発振信号１５１の振幅、
横軸は図２の位置指示器５の示す位置であり、Ａ、Ｂ、
Ｃは図２の位置Ａ、Ｂ、Ｃと対応している。図５は、図
２で示した第１のセンスライン１ａと第２のセンスライ
ン２ａの第２の構成例である。１ｂは第１のセンスライ
ン、２ｂは第２のセンスライン、５は位置指示器、４は
共振回路である。

【００１９】図６は、図２で示した第１のセンスライン
１ａと第２のセンスライン２ａの第３の構成例である。
１ｃは第１のセンスライン、２ｃは第２のセンスライ
ン、５は位置指示器、４は共振回路である。以下本実施
例の動作について説明する。図２において、第１のセン
スライン１ａ及び第２のセンスライン２ａは、図１の基
本原理図で示した第１の結合手段１及び第２の結合手段
２に相当し、第１のセンスライン１ａと第２のセンスラ
イン２ａは平面上に直交した状態に敷設され、第１のセ
ンスライン１ａは増幅回路３の出力に接続され、第２の
センスライン２ａは増幅回路３の入力に接続されてい
る。このように第１のセンスライン１ａと第２のセンス
ライン２ａが直交した状態においては互いに結合は無
く、位置指示器５が無ければ帰還は発生せず発振は起こ
らない。

【００２０】しかし、第１のセンスライン１ａと第２の
センスライン２ａとの交差点の近傍に位置指示器５を近
づけると、共振回路４は第１のセンスライン１ａと第２
のセンスライン２ａとの双方と結合し、正帰還ループが
構成されることによって発振が起こり、発振信号１０１
が得られる。発振信号１０１は位置検出手段６ａすなわ
ち図３において、整流回路５１で整流され、平滑回路５
２で平滑され、ＡＤ変換回路５３でデジタル化され、制
御回路５４ａで処理される。

【００２１】ここで、図２において各センスラインから
位置指示器５までの高さを一定とし、位置指示器５をた
とえば位置Ａから位置Ｃまで動かしたとき、図３の発振
信号１５１すなわちＡＤ変換前の発振信号の振幅の変化
の一例を図４に示す。図４において、振幅は位置Ａから
位置Ｂにかけて増加し、位置Ｂから位置Ｃにかけて減少
し、各センスラインの交差点の中心である位置Ｂを最大
とする対称な変化が得られる。したがって図３におい
て、制御回路５４ａは発振信号の振幅と、あらかじめ用
意した振幅と距離とを対応させるテーブルから、位置Ｂ
から位置指示器５までの距離を求めることができる。

【００２２】増幅回路３は周知のオペレーショナルアン
プなどで実現でき、センスラインの巻き方向と接続極性
とによって正帰還ループを構成可能なものであれば反転
型、非反転型どちらでも良い。また、共振回路が無いと
きに互いに結合が無く、共振回路が近傍にある時にそれ
ぞれが共振回路と結合するという条件を満たす結合手段
としては、図２に示した第１のセンスライン１ａと第２
のセンスライン２ａのような構成の他に、図５に示した
ような一方のセンスラインを途中で反転させた構成、ま
た図６に示すような双方のセンスラインを立体的に交差
させた構成なども考えられる。

【００２３】次に本発明の第２の実施例として、第１及
び第２の結合手段を複数のセンスライン及び走査回路か
ら構成した実施例を図７乃至図１１に基づき説明する。
図７は本実施例の構成図である。図において、５は位置
指示器、１ｄは第１の結合手段、２ｄは第２の結合手
段、３は増幅回路、６ｂは位置検出手段、Ｓ１はセンス
ラインｙ１〜ｙｎを有する第１のセンスライン群、６１
は増幅回路３の出力に接続され第１のセンスライン群Ｓ
１を順次選択する第１の走査回路、Ｓ２はセンスライン
ｘ１〜ｘｍを有する第２のセンスライン群、６２は増幅
回路３の入力に接続され第２のセンスライン群Ｓ２を順
次選択する第２の走査回路、１０１は発振信号、１０２
は入力信号、１０３は第１のセンスライン群Ｓ１を選択
する選択信号、１０４は第２のセンスライン群Ｓ２を選
択する選択信号である。

【００２４】また、位置指示器５は、図示していない
が、図２と同様の共振回路を有している。図８は、第１
の結合手段１ｄの構成例である。１ｄは第１の結合手
段、Ｓ１は第１のセンスライン群、６１は第１の走査回
路、２０１はデコーダ、２１１〜２１ｎはアナログスイ
ッチ、１０１は増幅回路３の出力から接続される発振信
号、１０３は位置検出手段６ｂより出力される選択信号
である。また、第２の結合手段２ｄの詳細は図示しない
が、第１の結合手段１ｄと同一の構成であり、異なる点
は第１の結合手段１ｄは増幅回路３の出力に接続される
のに対し、第２の結合手段２ｄは増幅回路３の入力に接
続される点である。

【００２５】図９は、位置検出手段６ｂの構成例であ
る。６ｂは位置検出手段、５１は整流回路、５２は平滑
回路、５３はＡＤ変換回路、５４ｂは一般的なＣＰＵ回
路で構成される制御回路である。図１０および図１１
は、発振信号の波形図および座標算出のための説明図で
ある。以下本実施例の動作について説明する。図７に
おいて、位置指示器５がセンスラインｘ４とセンスライ
ンｙ４の交わるところ（図７のＡ部）に位置していた場
合について説明する。

【００２６】第１の走査回路６１は位置検出手段６ｂよ
り出力される選択信号１０３により、まず第１のセンス
ライン群Ｓ１のセンスラインｙ１を選択する。すなわ
ち、図８においてデコーダ２０１は選択信号１０３によ
りアナログスイッチ２１１をオンし、増幅回路の出力を
第１のセンスラインｙ１へ接続する。一方、第２の走査
回路６２はこの間に位置検出手段６ｂより出力される選
択信号１０４により第２のセンスライン群Ｓ２をｘ１，
ｘ２・・・ｘｍと順次選択していく。そして、第２のセ
ンスライン群の走査が一通り終了したならば次に、第１
の走査回路６１は位置検出手段６ｂより出力される選択
信号１０３により第１のセンスライン群Ｓ１のセンスラ
インｙ２を選択し、第２の走査回路６２はこの間に位置
検出手段６ｂより出力される選択信号１０４により第２
のセンスライン群Ｓ２をｘ１，ｘ２・・・ｘｍと順次選
択していく。以下同様にこの走査を繰り返し、最後に第
１の走査回路６１は第１のセンスライン群Ｓ１のセンス
ラインｙｎを選択し、第２の走査回路６２はこの間に第
２のセンスライン群Ｓ２をｘ１，ｘ２・・・ｘｍと順次
選択していく。

【００２７】位置検出手段６ｂは、第２のセンスライン
群Ｓ２を順次選択することによって得られた発振信号１
０１を、図９に示す整流回路５１及び平滑回路５２にて
波形整形し、その大きさ（振幅）をＡＤ変換回路５３で
順次デジタル化し、さらに制御回路５４ｂにより順次処
理する。ここで、上記発振信号１０１の大きさについて
の詳細を図１０を基に説明する。図１０は、位置指示器
５が図７のＡ部に位置しているときの波形図で、第１の
走査回路６１および第２の走査回路６２へ入力される選
択信号１０３、１０４と位置検出手段６ｂにおいてＡＤ
変換される前の発振信号（図９の信号１５１）を示す。

【００２８】ａは、Ａ部の真下すなわち第１のセンスラ
インｙ４と第２のセンスラインｘ４が選択されたときの
発振信号であり走査の中で発生した信号のうち最も大き
な信号となる。その理由は、第１のセンスライン群Ｓ１
のうち位置指示器５と最も距離の近いセンスラインｙ４
を選択したとき位置指示器５の共振回路とセンスライン
ｙ４の結合度は最も大きく、同様に第２のセンスライン
群Ｓ２のうち位置指示器５との距離が最も近いセンスラ
インｘ４を選択したとき位置指示器５の共振回路とセン
スラインｘ４の結合度も最も大きく、双方の結合が最大
となることによって最も大きな帰還量が得られるからで
ある。

【００２９】ｂおよびｃは、Ａ部の左右すなわち第１の
センスラインｙ４と第２のセンスラインｘ３が選択され
たとき、および第１のセンスラインｙ４と第２のセンス
ラインｘ５が選択されたときの発振信号である。この場
合、位置指示器５の共振回路と第１のセンスラインｙ４
の結合度は同じであるが、位置指示器５と選択された第
２のセンスラインの距離が離れている分、発振信号ｂお
よび発振信号ｃの大きさは発振信号ａより小さくなる。

【００３０】またｄおよびｅは、Ａ部の上下すなわち第
１のセンスラインｙ３と第２のセンスラインｘ４が選択
されたとき、および第１のセンスラインｙ５と第２のセ
ンスラインｘ４が選択されたときの発振信号である。こ
の場合、位置指示器５の共振回路と第２のセンスライン
ｘ４の結合度は同じであるが、位置指示器５と選択され
た第１のセンスラインの距離が離れている分、発振信号
ｂおよび発振信号ｃの大きさは発振信号ａより小さくな
る。

【００３１】以上、発振信号ａ〜ｅについて説明した
が、他の信号についても第１のセンスライン群Ｓ１およ
び第２のセンスライン群Ｓ２の中から選択されるセンス
ラインの位置と位置指示器５の位置関係によりその大き
さは決まる。なお、前記第２の実施例で述べたように、
第１のセンスライン群Ｓ１と第２のセンスライン群Ｓ２
とは直交しているので、基本的に第１のセンスライン群
Ｓ１と第２のセンスライン群Ｓ２との間に結合は無く、
位置指示器５が存在しない状態において発振は起こらな
い。したがって、以上説明したように、第１のセンスラ
イン群Ｓ１および第２のセンスライン群Ｓ２の中から選
択されるセンスラインの位置と位置指示器５の位置関係
により発振信号の大きさを考えることができる。ここで
上記５つの発振信号ａ〜ｅに着目し、座標算出の方法に
ついて説明する。

【００３２】最初に、Ｘ座標の算出方法について図１１
を基に発振信号ａ、ｂ、ｃに着目し説明する。図１１
（１）は、図７に示すＡ部周辺を拡大したものであり、
位置指示器５がセンスラインｙ４の中心上を、センスラ
インｘ４の中心Ｌ０からセンスラインｘ４とセンスライ
ンｘ５の中間点Ｌ１へ移動する場合を考える。図１１
（２）および（３）は、位置指示器５がＬ０およびＬ１
に位置しているときの発振信号ａ、ｂ、ｃについて示し
たものである。

【００３３】まず、図１１（２）に示した位置指示器５
がＬ０に位置する場合について説明する。前述したよう
に発振信号ａは、センスラインｙ４を選択している間に
センスラインｘ４を、発振信号ｂはセンスラインｘ３
を、発振信号ｃはセンスラインｘ５を選択したときの信
号である。このとき、発振信号ａが最も大きな値にな
り、発振信号ｂとｃは、位置指示器５とセンスラインｘ
３の距離および位置指示器５とセンスラインｘ５の距離
が同じため等しくなる。

【００３４】次に、図１１（３）に示した位置指示器５
がＬ１に位置する場合について説明する。このとき発振
信号ａとｃは、位置指示器５とセンスラインｘ４の距離
および位置指示器５とセンスラインｘ５の距離が同じた
め等しくなる。ここで、本出願人が提案した方式（特開
昭５５−９６４１１号）を適用し座標を算出することが
できる。すなわち上記発振信号を基に次式で定義される
計算を行う。

【００３５】Ｑ＝（Ｖp −Ｖp+1 ）／（Ｖp −Ｖp-1 ）・・・（式−１）ただし、Ｖp+1 ＞Ｖp-1 上式において、発振信号ａをＶp に、発振信号ｂをＶp-
1 に、発振信号ｃをＶp+1 に代入し、位置指示器５をＬ
０からＬ１へ移動させたときの（式−１）に示すＱの変
化を図１１（４）に示す。位置指示器５がＬ０の位置に
あるときＱ＝１となり、位置指示器５がＬ１の位置にあ
るときＱ＝０となる事は上述した説明より明らかであ
る。また、位置指示器５がＬ０とＬ１の間に位置すると
きＱは、この位置と１対１に対応した０＜Ｑ＜１の範囲
の値をとる。したがって、このＱの特性をあらかじめ実
験的に求めておくことにより、発振信号ａ、ｂ、ｃから
Ｑを算出し、このＱからセンスライン上のＬ０−Ｌ１間
における位置指示器５の詳細な位置を求めることができ
る。さらに、このＱと発振信号ａを検出したセンスライ
ンの位置によりＸ座標を求めることができる。なお、こ
の座標算出方式の詳細については、特開昭５５−９６４
１１号公報に述べられているのでここでは省略する。

【００３６】次に、Ｙ座標の算出方法について図１１を
基に発振信号ａ、ｄ、ｅに着目し説明する。Ｙ座標につ
いても上述したＸ座標と同様に考えることができる。図
１１（１）において、位置指示器５がセンスラインｘ４
の中心上をセンスラインｙ４の中心Ｌ０からセンスライ
ンｙ４とセンスラインｙ５の中間点Ｌ２へ移動する場合
を考える。図１１（５）および（６）は、位置指示器５
がＬ０およびＬ２に位置しているときの発振信号ａ、
ｄ、ｅについて示したものである。

【００３７】まず、図１１（５）に示した位置指示器５
がＬ０に位置する場合について説明する。前述したよう
に、発振信号ａはセンスラインｙ４を選択している間に
センスラインｘ４を、発振信号ｄはセンスラインｙ３を
選択している間にセンスラインｘ４を、発振信号ｅはセ
ンスラインｙ５を選択している間にセンスラインｘ４を
選択したときの信号である。このとき、発振信号ａが最
も大きな値になり、発振信号ｄとｅは、位置指示器５と
センスラインｙ３の距離および位置指示器５とセンスラ
インｙ５の距離が同じため等しくなる。

【００３８】次に、図１１（６）に示した位置指示器５
がＬ２に位置する場合について説明する。このとき発振
信号ａとｅは、位置指示器５とセンスラインｙ４の距離
および位置指示器５とセンスラインｙ５の距離が同じた
め等しくなる。したがって、前述したＸ座標の場合と同
様に位置指示器５をＬ０からＬ２へ移動させたときのＱ
の特性を、（式−１）に基づき発振信号ａをＶp に、発
振信号ｄをＶp-1 に、発振信号ｅをＶp+1 に代入し求め
ると図１１（７）に示したようになる。これは、図１１
（４）のＸ座標の場合の特性とほぼ同様の特性が得ら
れ、Ｘ座標の場合と同様にこのＱの特性を用いてＹ座標
を求めることができる。なお、以上の処理は、一般的な
ＣＰＵ回路で構成される制御回路５４ｂ（図９記載）に
おいて行われる。

【００３９】次に本発明の第３の実施例として、状態設
定手段と状態検出手段とを設けた実施例を図１２及び図
１３に基づき説明する。図１２は、本実施例の構成図で
ある。図において、３は増幅回路、１は第１の結合手
段、２は第２の結合手段、４は共振回路、５は位置指示
器、６は位置検出手段、１０１は発振信号、１０２は入
力信号、Ｍ１及びＭ２は第１及び第２の結合手段と共振
回路４との電磁結合、７は共振回路４の共振周波数を変
化させる状態設定手段、ＳＷ１は第１のスイッチ、ＳＷ
２は第２のスイッチ、８は発振信号１０１の周波数から
状態設定手段７で設定した状態を検出する状態検出手段
である。

【００４０】図１３は、状態検出手段８の構成図を示
す。図において、５５は波形整形回路、５６は周波数カ
ウンタ回路、５４ｃは一般的なＣＰＵ回路で構成される
周波数識別回路である。以下本実施例の動作について説
明する。図１２において、第１のスイッチＳＷ１及び第
２のスイッチＳＷ２をＯＦＦとしたときの共振回路４の
共振周波数を３００ｋＨｚ、第１のスイッチＳＷ１をＯ
Ｎとしたときの共振周波数を２８０ｋＨｚ、第２のスイ
ッチＳＷ２をＯＮとしたときの共振周波数を２６０ｋＨ
ｚに設定すると、前述した基本原理によって増幅回路３
の出力には、第１のスイッチＳＷ１及び第２のスイッチ
をＯＦＦとしたときに３００ｋＨｚ、第１のスイッチＳ
Ｗ１をＯＮとしたときに２８０ｋＨｚ、第２のスイッチ
ＳＷ２をＯＮとしたときに２６０ｋＨｚの発振信号１０
１が得られ、発振信号１０１は状態設定手段８へ出力さ
れる。

【００４１】図１３において発振信号１０１は波形整形
回路５５によって波形整形され、周波数カウンタ回路５
６によって周波数を計数し、周波数識別回路５４ｃに
て、得られた周波数が３００ｋＨｚと２８０ｋＨｚと２
６０ｋＨｚのうちどの周波数に該当するかを識別するこ
とによって、第１のスイッチＳＷ１及び第２のスイッチ
ＳＷ２の設定状態を検出することができる。

【００４２】また周波数の識別において、２７０ｋＨｚ
から２９０ｋＨｚの範囲であれば第１のスイッチＳＷ１
がＯＮであるというように、それぞれ範囲を設けて識別
を行えば、温度変化や部品定数のばらつきによる共振周
波数の変動を吸収することができる。本実施例では位置
指示器５にスイッチを２個搭載した例を示したが、発振
周波数すなわち共振周波数は、増幅回路３の位相特性、
増幅度が保証される範囲内たとえば１００ｋＨｚ〜１Ｍ
Ｈｚであれば任意に設定することができ、これによって
さらに多数のスイッチを位置指示器５に搭載し、識別す
ることも可能である。たとえば３００ｋＨｚから５００
ｋＨｚまでの周波数範囲を１０分割し、２０ｋＨｚごと
に１０個のスイッチを割り当てることも可能であり、こ
れらの周波数割当は温度変化や部品定数のばらつきなど
による共振周波数の変動範囲を考慮して設定することが
できる。

【００４３】また位置指示器を複数とし、それぞれの位
置指示器に特定の周波数範囲を割り当てることによって
状態設定の識別と同時に位置指示器の個体識別を実現す
ることも可能である。本実施例では共振回路の周波数を
変化させる状態設定手段として共振回路に並列にコンデ
ンサを接続し、スイッチを押したときに共振周波数が低
くなるように構成したが、たとえば状態設定手段として
スイッチではなく、筆圧センサ等によって周波数を連続
的に変化させ、状態検出手段で筆圧を検出するなど、共
振回路の共振周波数を変化させる手段は他にも数多く存
在し、他の実施例によっても実現可能であることはいう
までもない。また、位置検出手段の構成も周波数の変化
を検出し得るものであればどのようなものであってもよ
く、本実施例に限定されるものではない。また、第１及
び第２の結合手段は前述した実施例で説明したようなも
のであればいずれでもよい。

【００４４】次に本発明の第４の実施例として、増幅回
路の増幅度を制御するＡＧＣ回路を設けた実施例を図１
４乃至図１６に基づき説明する。図１４は、本実施例の
構成例である。図において、３ａは増幅度を制御可能な
増幅回路、１は第１の結合手段、２は第２の結合手段、
４は共振回路、５は位置指示器、６は位置検出手段、１
０１は発振信号、１０２は入力信号、Ｍ１及びＭ２は第
１及び第２の結合手段と共振回路４との電磁結合、９は
増幅回路３ａの増幅度を制御するＡＧＣ回路、１０３は
ＡＧＣ回路から出力される制御信号である。

【００４５】図１５は、ＡＧＣ回路９の構成例である。
図において、５７は整流回路、５８は積分回路、５９は
比較回路、６０は振幅設定値、１０１は発振信号、１０
３は制御信号である。図１６に入力信号１０２から位置
情報を得る場合の構成例である。以下本実施例の動作に
ついて説明する。図１４において、共振回路４が第１の
結合手段１及び第２の結合手段２と結合していない状態
で予め増幅回路３ａの増幅度を十分に確保しておき、共
振回路４が第１の結合手段１及び第２の結合手段２に近
づき発振が開始すると、ＡＧＣ回路９は増幅回路３ａの
増幅度を制御し発振信号１０１の振幅を制限する。すな
わち、ＡＧＣ回路９は図１５において発振信号１０１を
整流回路５７で整流し、積分回路５８で積分し、比較回
路５９で発振信号の振幅と振幅設定値６０とを比較する
ことによって、発振信号１０１の振幅が振幅設定値６０
で設定した振幅で一定となるように制御信号１０３を増
幅回路３ａに出力する。

【００４６】ここで共振回路４と第１の結合手段１及び
第２の結合手段２との距離がさら近づいてゆくと、ＡＧ
Ｃ回路９から出力される制御信号１０３は距離に応じて
変化し、位置検出手段６は、ＡＧＣ回路９が出力する制
御信号１０３から得られる発振の振幅情報から位置指示
器５の位置情報を得ることができる。このようにＡＧＣ
回路９による制御を行うことによって発振は安定し、発
振信号１０１の振幅は共振回路４の位置が変化しても一
定となり、ＡＧＣ回路９が出力する制御信号１０３から
位置情報を得ることができる。

【００４７】また、図１６に示すように絶対値は小さい
が増幅回路３ａの入力信号１０２からも同様にして位置
情報を得ることができる。また、第３の実施例に示した
状態設定手段と状態検出手段との組み合わせにおいて
も、振幅が一定となった発振信号１０１を利用すること
ができ、より安定した検出が可能となる。本実施例の増
幅回路３ａは外部から増幅度を可変できるＶＣＡなどの
周知のもので実現でき、たとえばＴＬ０２６（ＴＩ社）
などがある。

【００４８】このように本実施例は、増幅器の増幅度を
制御するＡＧＣ回路を設け、増幅器のダイナミックレン
ジを有効に活用することによって位置指示器の検出可能
距離範囲をより広くとることができ、より安定した発振
が得られる。また、第１及び第２の結合手段は前述した
実施例で説明したようなものであればいずれでもよい。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、増
幅回路の正帰還ループの中に位置指示器の共振回路を挿
入するという簡単な構成によって、共振回路の共振周波
数を発振信号として直接得ることができ、励磁や位相差
検出といった要素が不要となるため回路の簡素化を計る
ことができる。さらに、共振周波数の設定が任意に行え
ることから、多スイッチ化や筆圧検出などの状態設定手
段の拡張性を容易に得られるという効果を有する。そし
て、ＡＧＣ回路を設けたことにより、正帰還ループの発
振信号が安定化し、位置指示器の検出可能距離範囲をよ
り広くとることができるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の位置入力装置の基本原理図である。

【図２】本発明の位置入力装置の第１の実施例を示す構
成図である。

【図３】本発明の第１の実施例における位置検出手段６
ａの構成図である。

【図４】図３の発振信号１５１の振幅変化の一例を示す
図である。

【図５】図２で示した第１のセンスライン１ａと第２の
センスライン２ａの第２の構成例を示す図である。

【図６】図２で示した第１のセンスライン１ａと第２の
センスライン２ａの第３の構成例を示す図である。

【図７】本発明の位置入力装置の第２の実施例を示す構
成図である。

【図８】本発明の第２の実施例における第１の結合手段
１ｄの構成図である。

【図９】本発明の第２の実施例における位置検出手段６
ｂの構成図である。

【図１０】本発明の第２の実施例における発振信号の波
形図である。

【図１１】第２の実施例における座標算出のための説明
図である。

【図１２】本発明の位置入力装置の第３の実施例を示す
構成図である。

【図１３】本発明の第３の実施例における状態検出手段
８の構成図である。

【図１４】本発明の位置入力装置の第４の実施例を示す
構成図である。

【図１５】本発明の第４の実施例におけるＡＧＣ回路９
の構成図である。

【図１６】本発明の第４の実施例において入力信号１０
２から位置情報を得る場合の構成図である。

【符号の説明】

１第１の結合手段２第２の結合手段３増幅回路４共振回路５位置指示器６位置検出手段７状態設定手段８状態検出手段９ＡＧＣ回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】増幅回路と、該増幅回路の出力に接続し
た第１の結合手段と、前記増幅回路の入力に接続した第
２の結合手段と、位置検出手段と、共振回路を有する位
置指示器とから構成され、前記共振回路は、前記第１の
結合手段と前記第２の結合手段との双方と電磁結合を有
することによって、前記増幅回路と前記第１の結合手段
と前記第２の結合手段とともに正帰還ループをなし、前
記共振回路の共振周波数によって発振する発振回路を形
成し、前記位置検出手段は、前記正帰還ループによって
発生する発振の振幅情報から前記位置指示器の位置情報
を得ることを特徴とする位置入力装置。
【請求項２】前記請求項１記載の位置入力装置におい
て、第１の結合手段は、ＸＹ直交座標軸の一方の軸に平
行で、かつ互いに等間隔に敷設した複数のセンスライン
からなる第１のセンスライン群と、該第１のセンスライ
ン群を順次選択する回路であって前記増幅回路の出力に
接続される第１の走査回路とからなり、第２の結合手段
は、他方の軸に平行でかつ互いに等間隔に敷設した複数
のセンスラインからなる第２のセンスライン群と、該第
２のセンスライン群を順次選択する回路であって前記増
幅回路の入力に接続される第２の走査回路とからなり、
位置検出手段は、前記第１及び第２の走査回路を走査し
て得られた発振信号の振幅情報から位置指示器の位置情
報を得ることを特徴とした位置入力装置。
【請求項３】前記請求項１及び２記載の位置入力装置
において、共振回路の共振周波数を変化させる状態設定
手段と、発振の周波数情報から前記状態設定手段によっ
て設定した状態を検出する状態検出手段とを設けたこと
を特徴とする位置入力装置。
【請求項４】前記請求項１乃至３記載の位置入力装置
において、増幅回路の増幅度を制御するＡＧＣ回路を設
け、位置検出手段は、前記ＡＧＣ回路が出力する制御信
号もしくは前記増幅回路の入力信号から得られる発振の
振幅情報から位置指示器の位置情報を得ることを特徴と
する位置入力装置。