JPH0588811A - 位置検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 位置指示器をコードレスとすることができる
とともに安価な部品のみで構成できる位置検出装置を提
供する。 【構成】 センス部１の近傍に設けたループコイル１９
に交流信号を供給して電波を発生させ、これによって位
置指示器を構成する共振回路１８に電磁エネルギーを蓄
えさせ、該共振回路１８から発信される電波によってセ
ンス部１の各導体１−１〜１−８に発生する誘導電圧を
マルチプレクサ２を介して順次取出し、これらを前記交
流信号に同期した検波信号で同期検波し、さらに積分
し、極性変化を検出し、前記センス部１の特定の導体の
選択タイミングと前記極性変化の検出タイミングとの時
間差を計測することにより、共振回路１８の位置を求め
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、位置指示器の指示位置
を検出する位置検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図２は従来の位置検出装置の一例を示す
もので、図中、１はセンス部、２はマルチプレクサ、３
は励振用コイル、４は信号発生回路、５は電流ドライ
バ、６は増幅器、７は同期検波回路、８は低域フィルタ
（ＬＰＦ）、９はゼロクロス検出器、１０はタイマであ
る。

【０００３】センス部１は位置検出方向、例えばＸ方向
に互いにほぼ平行に並設された複数の導体１−１〜１−
８からなっており、その各一端は共通に接地され、ま
た、各他端はマルチプレクサ２に接続されている。マル
チプレクサ２は信号発生回路４より加えられる所定のサ
ンプリング信号に従って、導体１−１〜１−８より一の
導体を順次選択する。励振用コイル３はオペレータの操
作に応じて任意の位置に移動し得る位置指示器を構成す
るもので、信号発生回路４より電流ドライバ５を介して
所定の周波数の交流信号が供給されている。同期検波回
路７には信号発生回路４より励振用コイル３に加えられ
る信号と同一の信号が加えられており、また、タイマ１
０には前記サンプリング信号のうちの特定の信号、例え
ば導体１−１を選択する信号に同期したスタートパルス
が加えられている。ゼロクロス検出器９は入力電圧がプ
ラスからマイナス（又はマイナスからプラス）に変化す
る時、ストップパルスを出力する。

【０００４】励振用コイル３は前記交流信号に基く交流
磁界を発生しており、これは各導体１−１〜１−８に誘
導電圧を発生させる。各誘導電圧はマルチプレクサ２に
より順次サンプリングされ、増幅器６で増幅され、同期
検波回路７で同期検波され、さらに低域フィルタ８で積
分される。

【０００５】ここで、前記磁界の各導体に対する向きは
励振用コイル３の中心位置（指示位置）を境として逆で
あり、誘導電圧の位相も指示位置を境として反転するた
め、同期検波回路７の出力電圧も指示位置を境として逆
極性の電圧となる。従って、低域フィルタ８の出力電圧
Ｖ_LPF は図３に示すように指示位置Ｓに対応して０
［Ｖ］を交差するものとなり、そのゼロクロス点がゼロ
クロス検出器９で検出される。

【０００６】一方、タイマ１０はスタートパルスが入力
された時点、即ち導体１−１が選択された時点から時間
の計測を開始しており、該計測はゼロクロス検出器９か
らのストップパルスによりストップされるため、計測し
た時間は導体１ー１から指示位置Ｓまでの距離に対応し
たものとなる。また、前記ゼロクロス点は励振用コイル
３の中心位置が導体１−１〜１−８間（但し、両端の導
体１−１及び１−８の真上付近を除く。）にあれば検出
できるので、センス部１のほぼ全ての領域で位置検出で
きる。

【０００７】しかしながら、前記装置では励振用コイル
３に交流信号を供給するためのコードが必要不可欠であ
って、これが位置指定の操作性を悪くするという欠点が
あった。

【０００８】図４は位置指示器をコードレスとなし得る
従来の位置検出装置の他の例、ここでは出願人の出願に
かかる特願昭６１−２１３９７０号（特開昭６３−７０
３２６号公報参照）の「位置検出装置」を示す。同図に
おいて、１１はセンス部、１２は選択回路、１３は共振
回路、１４は送受切替回路、１５は送信回路、１６は受
信回路、１７は処理装置である。

【０００９】センス部１１は位置検出方向、例えばＸ方
向に互いにその一部が重なり合う如くほぼ平行に並設さ
れた複数のループコイル１１−１〜１１−４８からなっ
ており、その各両端は選択回路１２に接続されている。
選択回路１２は処理装置１７より加えられる所定の選択
信号に従って、ループコイル１１−１〜１１−４８より
一のループコイルを順次選択する。共振回路１３はコイ
ル及びコンデンサを含み、所定の周波数を共振周波数と
するもので、オペレータの操作に応じて任意の位置に移
動し得る位置指示器を構成する。送受切替回路１４は前
記選択された一のループコイルに送信回路１５及び受信
回路１６を交互に切替接続する。送信回路１５は前記送
受切替回路１４を介してセンス部１１の一のループコイ
ルに前記所定の周波数の交流電流を供給する。受信回路
１６は前記送受切替回路１４を介してセンス部１１の一
のループコイルより前記所定の周波数とほぼ同一周波数
の信号の電圧値を取出す。処理装置１７は前記受信回路
１６にて取出されたセンス部１１の各ループコイルに対
応した電圧値から共振回路１３の指示位置を算出する。

【００１０】選択回路１２により選択されたセンス部１
１の一のループコイルが送受切替回路１４を介して送信
回路１５に接続され、所定の周波数の交流電流が供給さ
れると、該一のループコイルからは所定の周波数の電波
が発生する。該電波は共振回路１３を励振し、これに電
磁エネルギーを蓄えさせる。この後、前記一のループコ
イルが送受切替回路１４を介して受信回路１６に接続さ
れると、該一のループコイルからの電波の発生は停止す
る。一方、共振回路１３は前記蓄えられた電磁エネルギ
ーに基いて前記所定の周波数とほぼ同一周波数の電波を
発生する。該電波は前記一のループコイルを逆に励振す
るため、該一のループコイルには前記所定の周波数とほ
ぼ同一周波数の誘導電圧が発生する。該誘導電圧は受信
回路１６によりその電圧値が取出され、処理装置１７へ
送出される。その後、選択回路１２により選択されるセ
ンス部１１の一のループコイルが順次切替えられるとと
もに前記同様な動作が繰返され、センス部１１の各ルー
プコイルに発生する誘導電圧の電圧値が取出される。

【００１１】ここで、センス部１１の各ループコイルよ
り取出される誘導電圧の電圧値はセンス部１１の各ルー
プコイルと共振回路１３との距離に依存し、この距離が
小さいほど大きくなる。従って、センス部１１の各ルー
プコイルより取出される誘導電圧の電圧値Ｖ_leadは、図
５に示すように共振回路１３による指示位置Ｓに最も近
いループコイルに対応する誘導電圧を最大として、対応
するループコイルが指示位置Ｓから離れるに従って徐々
に小さくなる。前記各誘導電圧の電圧値Ｖ_leadは処理装
置１７により演算処理され、電圧値の分布が極大となる
位置、即ち指示位置Ｓが求められる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記装
置では信号分布の極大点、即ち指示位置Ｓを求める演算
処理が複雑であり、また、ここでは説明していないが、
共振回路１３の状態（ペンダウン等）を識別するための
演算処理も複雑であるため、処理装置として１６ビット
のマイクロプロセッサや書込・読出し速度の速いメモリ
等の高価な部品を必要とするという問題があった。

【００１３】本発明は前記従来の問題点に鑑み、位置指
示器をコードレスとすることができるとともに、安価な
部品のみで構成できる位置検出装置を提供することを目
的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明では前記目的を達
成するため、位置検出方向に並設された複数の導体から
なるセンス部と、該センス部の複数の導体より１本の導
体を順次選択する選択手段と、位置指示器を構成する共
振回路と、前記センス部の近傍に設けられた少なくとも
１つのループコイルと、前記共振回路の共振周波数にほ
ぼ等しい周波数の交流信号を前記ループコイルに供給す
る交流信号供給手段と、前記選択された導体に発生する
誘導電圧を前記交流信号に同期した検波信号で同期検波
する同期検波手段と、該同期検波手段の出力信号を積分
する積分手段と、該積分手段の出力信号の極性変化を検
出するゼロクロス検出手段と、前記センス部の特定の導
体の選択タイミングと前記極性変化の検出タイミングと
の時間差を計測して前記共振回路の位置を求める位置決
定手段とを備えた位置検出装置を提案し、また、該位置
検出装置において、位置指示器としての複数の状態に応
じて共振周波数をわずかに変更可能な共振回路と、交流
信号に同期した検波信号の外、交流信号に対して所定の
位相差を有する検波信号を選択的に同期検波手段に切替
供給する検波信号切替手段と、該検波信号切替手段より
供給される検波信号の種類とゼロクロス検出手段の出力
の有無とから共振回路の共振周波数を判別し、位置指示
器としての状態を識別する状態識別手段とを備えた位置
検出装置、並びに位置指示器としての複数の状態に応じ
て共振周波数をわずかに変更可能な共振回路と、該共振
回路から発信される電波を受信するアンテナと、該アン
テナで受信した信号の周波数を検出する信号検出手段
と、該信号検出手段により検出された信号の周波数から
共振回路の共振周波数を判別し、位置指示器としての状
態を識別する状態識別手段とを備えた位置検出装置を提
案する。

【００１５】

【作用】本発明によれば、ループコイルに交流信号を供
給して電波を発生させ、これによって共振回路に電磁エ
ネルギーを蓄えさせ、該共振回路より電波を発信させる
ことによってセンス部の各導体に誘導電圧を発生させる
が、これらの誘導電圧の位相は共振回路のコイルの中心
位置を境として反転している。従って、各誘導電圧を前
記交流信号に同期した検波信号を用いて同期検波手段で
同期検波し、これを積分手段で積分し、ゼロクロス検出
手段でその極性変化を検出し、さらに位置決定手段でセ
ンス部の特定の導体の選択タイミングと前記極性変化の
検出タイミングとの時間差を計測することにより、共振
回路の位置が求められる。また、位置指示器としての複
数の状態に応じて共振周波数をわずかに変更可能な共振
回路と、交流信号に同期した検波信号の外、交流信号に
対して所定の位相差を有する検波信号を選択的に同期検
波手段に切替供給する検波信号切替手段と、該検波信号
切替手段より供給される検波信号の種類とゼロクロス検
出手段の出力の有無とから共振回路の共振周波数を判別
し、位置指示器としての状態を識別する状態識別手段と
を備えたものによれば、共振回路の共振周波数の変化に
応じてゼロクロス検出手段の出力の有無が変化し、この
際、検波信号切替手段より供給される検波信号の種類と
の関係から状態識別手段により共振回路の共振周波数が
判別され、位置指示器としての状態が識別される。ま
た、位置指示器としての複数の状態に応じて共振周波数
をわずかに変更可能な共振回路と、該共振回路から発信
される電波を受信するアンテナと、該アンテナで受信し
た信号の周波数を検出する信号検出手段と、該信号検出
手段により検出された信号の周波数から共振回路の共振
周波数を判別し、位置指示器としての状態を識別する状
態識別手段とを備えたものによれば、共振回路の共振周
波数の変化がアンテナ及び信号検出手段を介して直ちに
検出され、さらに状態識別手段により位置指示器として
の状態が識別される。

【００１６】

【実施例】図１は本発明の位置検出装置の第１の実施例
を示すもので、図中、従来例と同一構成部分は同一符号
をもって表す。即ち、１はセンス部、２はマルチプレク
サ、５は電流ドライバ、６は増幅器、７は同期検波回
路、８は低域フィルタ（ＬＰＦ）、９はゼロクロス検出
器、１０はタイマ、１８は共振回路、１９はループコイ
ル、２０は信号発生回路、２１，２２は接続切替回路、
２３は検波信号切替回路、２４はスイッチ判定回路であ
る。また、図６及び７は各部の信号波形を示すものであ
る。

【００１７】共振回路１８はコイル，コンデンサ及びス
イッチを含み、スイッチをオフとした状態では所定の周
波数、例えばｆo を共振周波数とし、また、スイッチを
オンとした状態では該周波数ｆo よりわずかに低い周波
数、ここでは周波数ｆo に対して位相が９０°遅れた状
態とするもので、オペレータの操作に応じて任意の位置
に移動し得る位置指示器を構成する。

【００１８】ループコイル１９はセンス部１の周囲を取
巻く如く配置されており、その一端は接続切替回路２１
を介して電流ドライバ５に接続され、また、他端は接地
されている。

【００１９】信号発生回路２０は前記周波数ｆo の矩形
波信号Ａ、該矩形波信号Ａの位相を９０°遅らせた信号
Ｂ、前記矩形波信号Ａを１／４に分周した送受切替信号
Ｃ、センス部１の導体１−１〜１−８より一の導体を順
次選択するためのサンプリング信号、該サンプリング信
号のうちの特定の信号、例えば導体１−１を選択する信
号に同期したスタートパルス、並びに所定の周期、例え
ば前記サンプリング信号が一巡する周期で切替わる検波
切替信号を発生する。前記矩形波信号Ａは検波信号切替
回路２３に送出されるとともに図示しない低域フィルタ
により周波数ｆo の正弦波信号に変換されて電流ドライ
バ５に送出される。また、矩形波信号Ｂは検波信号切替
回路２３に送出される。また、送受切替信号Ｃは接続切
替回路２１，２２に送出される。また、サンプリング信
号及びスタートパルスは従来例と同様にマルチプレクサ
２及びタイマ１０にそれぞれ送出される。また、検波切
替信号は検波信号切替回路２３及びスイッチ判定回路２
４に送出される。

【００２０】接続切替回路２１は電流ドライバ５とルー
プコイル１９との間に挿入されており、ループコイル１
９の一端を前記送受切替信号Ｃがハイ（Ｈ）レベルの期
間中、電流ドライバ５に接続し、ロー（Ｌ）レベルの期
間中、電流ドライバ５から切り離して接地する。従っ
て、接続切替回路２１よりループコイル１９に出力され
る信号は時間Ｔ（＝２／ｆo ）毎に周波数ｆo の正弦波
信号を出したり出さなかったりする信号Ｄとなる。

【００２１】接続切替回路２２はマルチプレクサ２と増
幅器６との間に挿入されており、増幅器６の入力端を前
記送受切替信号Ｃがローレベルの期間中、マルチプレク
サ２に接続し、ハイレベルの期間中、マルチプレクサ２
から切り離して接地する。

【００２２】検波信号切替回路２３は前述した検波切替
信号に従って同期検波回路７に前記矩形波信号Ａ又はＢ
のいずれか一方を選択的に送出する。

【００２３】スイッチ判定回路２４は前記検波切替信号
と、ゼロクロス検出器９からのストップパルスとを受
け、後述する如くして共振回路１８のスイッチのオン・
オフを判定する。

【００２４】以下、前記装置の動作を説明する。

【００２５】前述したようにループコイル１９には時間
Ｔ毎に周波数ｆo の正弦波信号を出したり出さなかった
りする信号Ｄが供給されているため、該正弦波信号が供
給されている時間Ｔの間、周波数ｆo の電波を発生す
る。この際、共振回路１８がセンス部１上の任意の位
置、例えば図８に示すようにそのコイルの中心位置が導
体１−４に一致する如く載置されていると、前記電波は
共振回路１８を励振し、これに周波数ｆo の誘導電圧を
発生させる。

【００２６】一方、マルチプレクサ２は信号発生回路２
０からのサンプリング信号に基いてセンス部１より一の
導体、例えば１−１を選択しているが、前述したように
接続切替回路２２は送受切替信号Ｃがハイレベルの期間
中、即ち電波の送信期間中、増幅器６の入力端を接地す
るため、該導体１−１に発生する信号は増幅器６には伝
達されない。

【００２７】次に、送受切替信号Ｃがローレベルになる
と、ループコイル１９からの電波の発生が停止するとと
もに、マルチプレクサ２により選択された導体１−１は
接続切替回路２２を介して増幅器６に接続される。

【００２８】この時、共振回路１８に発生した誘導電圧
はその損失に応じて徐々に減衰するとともに周波数ｆo
の電波を発生する。該電波は前記選択された導体１−１
を励振し、送受切替信号Ｃがローレベルの期間中、即ち
電波の受信期間（詳細には導体１−１を選択している受
信期間Ｔ1 ）中、誘導電圧Ｅを発生させる。

【００２９】次に、送受切替信号Ｃがハイレベルになる
と、再びループコイル１９に周波数ｆo の正弦波信号が
供給され、周波数ｆo の電波が発生するが、この電波は
前記同様に共振回路１８を励振し、これに周波数ｆo の
誘導電圧を発生させる。また、マルチプレクサ２は信号
発生回路２０からの次のサンプリング信号に基いてセン
ス部１より導体１−２を選択しているが、前記同様、電
波の送信期間中は増幅器６の入力端を接地するため、該
導体１−２に発生する信号は増幅器６には伝達されな
い。

【００３０】次に、前記同様に送受切替信号Ｃがローレ
ベルになると、ループコイル１９からの電波の発生が停
止するとともに、マルチプレクサ２により選択された導
体１−２は接続切替回路２２を介して増幅器６に接続さ
れる。

【００３１】この時、前記同様に共振回路１８に発生し
た誘導電圧はその損失に応じて徐々に減衰するとともに
周波数ｆo の電波を発生する。該電波は前記同様に導体
１−２を励振し、送受切替信号Ｃがローレベルの期間
中、即ち導体１−２を選択している電波の受信期間Ｔ2
中、誘導電圧Ｅを発生させる。

【００３２】以下、同様にループコイル１９による電波
の発生及びマルチプレクサ２の動作に従う導体の選択を
期間Ｔ毎に繰返し、図６に示すように各期間Ｔ3 ，Ｔ4
，Ｔ5 ，Ｔ6 ，Ｔ7 ，Ｔ8 において誘導電圧Ｅを発生
させる（但し、期間Ｔ4 においては対応する導体１−４
が指示位置と一致しているため、また、期間Ｔ8 におい
ては対応する導体１−８が指示位置から離れているた
め、誘導電圧は現れていない。）。

【００３３】前記誘導電圧Ｅは増幅器６で増幅され、同
期検波回路７で同期検波、例えば矩形波信号Ａを検波信
号として同期検波されて信号Ｆとなり、さらに低域フィ
ルタ８で積分され、信号Ｇとなる。

【００３４】ここで、前記電波の各導体に対する向きは
共振回路１８のコイルの中心位置（指示位置）を境とし
て逆であり、誘導電圧Ｅの位相も指示位置を境として反
転するため、同期検波回路７の出力信号Ｆも指示位置を
境として逆極性の信号となる。従って、低域フィルタ８
の出力信号Ｇは指示位置に対応して０［Ｖ］を交差する
ものとなり、そのゼロクロス点Ｇ´がゼロクロス検出器
９で検出され、ストップパルスが発生される。

【００３５】一方、タイマ１０はスタートパルスが入力
された時点、即ち導体１−１が選択された時点から時間
の計測を開始しており、該計測はゼロクロス検出器９か
らのストップパルスによりストップされるため、計測し
た時間は導体１ー１から共振回路１８による指示位置ま
での距離に対応したものとなる。

【００３６】前記計測された時間値は位置情報として、
図示しないホストコンピュータ等に転送される。

【００３７】前記導体１−８を選択した受信期間Ｔ8 の
次の受信期間においては導体１−１が再度選択され、以
後、前記同様の動作が繰返される。

【００３８】これまでの説明は共振回路１８のスイッチ
をオフとした場合について述べた。該共振回路１８のス
イッチをオンとした場合、受信期間中に共振回路１８か
ら発生する電波の位相はループコイル１９から発生した
電波の位相より９０°遅れたものとなる。従って、セン
ス部１の各導体に得られる誘導電圧も前述した誘導電圧
Ｅより９０°位相の遅れた電圧Ｈとなる。該電圧Ｈは同
期検波回路７において矩形波信号Ａを検波信号として同
期検波されると、プラス成分及びマイナス成分が対称な
信号Ｉとなり、その積分値が０となってしまうため、位
置検出ができなくなる。

【００３９】この際、矩形波信号Ｂを検波信号として同
期検波回路７で前記電圧Ｈを同期検波すると、信号Ｆと
同様な信号Ｊが得られ、また、その積分値として信号Ｇ
と同様な信号Ｋが得られるため、前記同様な位置検出が
可能となる。なお、検波信号が矩形波信号Ｂであっても
共振回路１８のスイッチがオフであれば、その同期検波
出力はプラス成分及びマイナス成分が対称な信号Ｌとな
り、位置検出はできなくなる。

【００４０】従って、検波信号が矩形波信号Ａの時にゼ
ロクロス検出器９からストップパルスが得られれば、そ
の時の共振回路１８のスイッチはオフであり、また、検
波信号が矩形波信号Ｂの時にゼロクロス検出器９からス
トップパルスが得られれば、その時の共振回路１８のス
イッチはオンであることがわかる。

【００４１】前述したように同期検波回路７に供給され
る検波信号は検波切替信号に従って周期的に切替えられ
るものであり、スイッチ判定回路２４は該検波切替信号
を保持する保持回路（フリップフロップ等）と、該保持
回路の出力及びゼロクロス検出器９からの出力を受け、
検波信号を矩形波信号Ｂとする検波切替信号及びストッ
プパルスが同時に得られた時、即ち、共振回路１８のス
イッチがオンの場合にのみ、所定の信号を出力する論理
回路とを備えており、該所定の信号は共振回路１８のス
イッチがオンであることを示すデータとして、図示しな
いホストコンピュータ等に転送される。

【００４２】なお、ここでは共振回路１８のスイッチが
１つである場合の判定について述べたが、２つ以上の場
合も同様に判定可能である。例えば、第２のスイッチが
マイナス４５゜の位相のずれをもたらすものであり、第
３のスイッチがプラス４５゜の位相のずれをもたらすも
のである場合、前述した矩形波信号Ａ，Ｂとともに、矩
形波信号Ａから位相をプラス４５゜及びマイナス４５゜
それぞれずらした矩形波信号を含めた４つの位相の異な
る矩形波信号を周期的に切替えて検波することにより、
前記同様にスイッチの状態を判定できる。また、位相の
ずれをさらに細かくして検波することにより、さらに多
くのスイッチの状態を判定できることはいうまでもな
い。

【００４３】前記実施例によれば、ループコイル１９よ
り電波を発生して共振回路１８に電磁エネルギーを与
え、また、該共振回路１８より発生する電波によってセ
ンス部１の各導体に誘導される電圧の位相変化から共振
回路１８の位置を検出するようになしたため、位置指示
器を構成する共振回路１８をコードレスとすることがで
きる。また、前記誘導電圧の位相変化に基く位置検出は
同期検波回路、低域フィルタ、ゼロクロス検出器、タイ
マ等の安価な回路の組合せで行うことができ、また、共
振回路１８のスイッチの状態の判定も単純な論理回路等
により行うことができるから、位置検出やスイッチ状態
の識別のために高価なマイクロプロセッサやメモリを必
要としない。また、センス部１の各導体は従来の互いに
重なり合う複数のループコイルと異なり、スルホール等
を用いることなく１枚のプリント基板上に構成できるの
で、製造コストを削減でき、また、該センス部１の各導
体は従来の電波の受信とともに送信も行うようになして
いたものと異なり、大きな電流が流れることもないの
で、抵抗の高いＩＴＯ膜（インジウム錫酸化物の膜）等
を利用した透明なセンス部を実現することが可能とな
る。

【００４４】なお、前記実施例では説明を簡単にするた
め、センス部１の導体数を８本となしたが、これに限ら
れないことはいうまでもない。また、前記実施例では電
磁エネルギー供給用のループコイルを１ターンとした
が、２ターン以上としても良く、また、ループコイルを
２つ以上に分割して設けてこれを共振回路の指示位置に
応じて切替え使用することにより、共振回路における共
振状態をその位置に拘らずほぼ一定になるようにするこ
ともでき、これによって、ＳＮ比を向上させ、位置検出
精度を向上させることができる。また、本実施例では説
明を簡単にするため、矩形波信号Ａを電流ドライバ５に
供給するとともに同期検波回路７に接続して検波基準信
号に使用すると述べたが、実際には送信系や受信系の位
相特性に合せて位相を調整した上で、同期検波回路７に
加えなければならないことはいうまでもない。

【００４５】また、前記実施例は一方向の位置検出を行
うものであるが、前記同様なセンス部をその導体同士が
直交する如く配置し、前記同様なマルチプレクサを設け
るとともに他の回路を切替え使用して交互にその位置検
出を行うことにより、直交する２方向の指示位置を検出
することもできる。

【００４６】図９は本発明の位置検出装置の第２の実施
例を示すもので、ここでは共振回路の周波数を直接、検
出可能となした例を示す。即ち、図中、２５は増幅器で
あり、接続切替回路２１を介して受信期間中のみ、ルー
プコイル１９に接続される如くなっている。また、２６
はＰＬＬ回路であり、増幅器２５の出力信号の周波数を
検出する。ここで、ＰＬＬ回路とはPHASE LOCKED LOOP
回路の略であり、入力信号と同じ周波数と位相をもった
交流信号を発生させるものであるが、この回路中に発生
するフィードバック制御信号から、入力信号の周波数や
位相を直流的な信号電圧として取出すことができる。ま
た、２７はスイッチ判定回路であり、ここでは電圧比較
回路等により構成され、前述したＰＬＬ回路２６の出力
電圧から共振回路１８のオン・オフを判定する。

【００４７】前記構成によれば、電波の受信期間中、共
振回路１８から発信される電波はセンス部１の導体とと
もにループコイル１９にも誘導電圧を発生させることに
なり、該誘導電圧は増幅器２５で増幅され、さらにＰＬ
Ｌ回路２６により誘導電圧の位相が電圧として検出さ
れ、該検出信号がスイッチ判定回路２７を経てスイッチ
データとして図示しないホストコンピュータに転送され
る。なお、その他の構成及び動作は第１の実施例と同様
である。

【００４８】また、この実施例においては共振回路１８
からの電波を受信してその周波数を検出するためのアン
テナとしてループコイル１９を用いたが、別のアンテナ
を設けても良い。また、スイッチ判定回路２７の代りに
Ａ／Ｄコンバータを設け、ＰＬＬ回路２６の出力信号を
連続的な値としてホストコンピュータ等に転送すること
により、共振回路の状態が連続的に変化するような場合
にその連続的な状態変化の情報を得ることも可能であ
る。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ル
ープコイルより電波を発生して共振回路に電磁エネルギ
ーを与え、また、該共振回路より発生する電波によって
センス部の各導体に誘導される電圧の位相変化から共振
回路の位置を検出するようになしたため、位置指示器を
構成する共振回路をコードレスとすることができるとと
もに、前記誘導電圧の位相変化に基く位置検出は同期検
波回路、低域フィルタ、ゼロクロス検出器、タイマ等の
安価な回路の組合せで行うことができるから、高価なマ
イクロプロセッサやメモリを必要とせず、装置を安価に
実現できる。

【００５０】また、位置指示器としての複数の状態に応
じて共振周波数をわずかに変更可能な共振回路における
共振周波数の変化を、交流信号に対して所定の位相差を
有する検波信号を同期検波手段に供給してゼロクロス検
出手段の出力の有無を変化させることによって判別する
ようになしたものによれば、位置指示器としての状態の
識別も単純な論理回路等により行うことができる。

【００５１】また、位置指示器としての複数の状態に応
じて共振周波数をわずかに変更可能な共振回路における
共振周波数の変化を、該共振回路から発信される電波を
アンテナで受信し、該受信した信号の周波数を信号検出
手段で検出するようになしたものによれば、位置指示器
としての状態の識別をより直接的に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の位置検出装置の第１の実施例を示す
構成図

【図２】 従来の位置検出装置の一例を示す構成図

【図３】 図２の装置における検出電圧の変化を示す説
明図

【図４】 従来の位置検出装置の他の例を示す構成図

【図５】 図４の装置における検出電圧の変化を示す説
明図

【図６】 図１の装置における各部の信号波形図

【図７】 図１の装置における各部の信号波形図

【図８】 センス部の各導体と共振回路との位置関係の
一例を示す説明図

【図９】 本発明の位置検出装置の第２の実施例を示す
構成図

【符号の説明】

１…センス部、１−１〜１−８…導体、２…マルチプレ
クサ、５…電流ドライバ、６，２５…増幅器、７…同期
検波回路、８…低域フィルタ（ＬＰＦ）、９…ゼロクロ
ス検出器、１０…タイマ、１８…共振回路、１９…ルー
プコイル、２０…信号発生回路、２１，２２…接続切替
回路、２３…検波信号切替回路、２４，２７…スイッチ
判定回路、２６…ＰＬＬ回路。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 位置検出方向に並設された複数の導体か
   らなるセンス部と、 該センス部の複数の導体より１本の導体を順次選択する
   選択手段と、 位置指示器を構成する共振回路と、 前記センス部の近傍に設けられた少なくとも１つのルー
   プコイルと、 前記共振回路の共振周波数にほぼ等しい周波数の交流信
   号を前記ループコイルに供給する交流信号供給手段と、 前記選択された導体に発生する誘導電圧を前記交流信号
   に同期した検波信号で同期検波する同期検波手段と、 該同期検波手段の出力信号を積分する積分手段と、 該積分手段の出力信号の極性変化を検出するゼロクロス
   検出手段と、 前記センス部の特定の導体の選択タイミングと前記極性
   変化の検出タイミングとの時間差を計測して前記共振回
   路の位置を求める位置決定手段とを備えたことを特徴と
   する位置検出装置。
2. 【請求項２】 センス部を囲むようにループコイルを配
   置したことを特徴とする請求項１記載の位置検出装置。
3. 【請求項３】 互いにその一部が重なり合う如く組合さ
   れた複数のループコイルをセンス部を覆うように配置
   し、共振回路の位置に応じて複数のループコイルのうち
   の少なくとも１つに交流信号を供給するようになしたこ
   とを特徴とする請求項１記載の位置検出装置。
4. 【請求項４】 位置指示器としての複数の状態に応じて
   共振周波数をわずかに変更可能な共振回路と、交流信号
   に同期した検波信号の外、交流信号に対して所定の位相
   差を有する検波信号を選択的に同期検波手段に切替供給
   する検波信号切替手段と、該検波信号切替手段より供給
   される検波信号の種類とゼロクロス検出手段の出力の有
   無とから共振回路の共振周波数を判別し、位置指示器と
   しての状態を識別する状態識別手段とを備えたことを特
   徴とする請求項１又は２又は３記載の位置検出装置。
5. 【請求項５】 位置指示器としての複数の状態に応じて
   共振周波数をわずかに変更可能な共振回路と、該共振回
   路から発信される電波を受信するアンテナと、該アンテ
   ナで受信した信号の周波数を検出する信号検出手段と、
   該信号検出手段により検出された信号の周波数から共振
   回路の共振周波数を判別し、位置指示器としての状態を
   識別する状態識別手段とを備えたことを特徴とする請求
   項１又は２又は３記載の位置検出装置。
6. 【請求項６】 アンテナとループコイルとを共用となし
   たことを特徴とする請求項５記載の位置検出装置。
7. 【請求項７】 信号検出手段としてＰＬＬ回路を用いた
   ことを特徴とする請求項５又は６記載の位置検出装置。
8. 【請求項８】 互いに直交する２つの位置検出方向にそ
   れぞれ並設された複数の導体からなるセンス部を備え、
   該２つの位置検出方向に対する指示位置をそれぞれ検出
   するようになしたことを特徴とする請求項１又は２又は
   ３又は４又は５又は６又は７記載の位置検出装置。