JPH06187086A - 位置検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 座標検出のサンプリングレートを落とすこと
なく多くの情報を高速に伝達し得る位置検出装置を提供
する。 【構成】 コード発生器１３より発生したコードを、積
分器１４により連続的な変化を持たせた信号に変えて可
変容量ダイオード１１ｃに加え、その容量値を変化させ
ることにより位置指示器Ａの共振回路１１の共振周波数
を前記コードに従って連続的に変化させ、タブレットＢ
側では位相比較器３１及び低域フィルタ３４により電圧
制御発振器２４の発振周波数が共振回路１１の共振周波
数と常に一致するように追従制御し、これによって各ル
ープコイル２１−１〜２１−４に発生する誘導電圧と同
期検波器３０における検波信号との周波数の不一致に起
因するレベル変化をなくすとともに、前記制御にかかわ
る信号からコード発生器１３で発生したコード、即ち位
置指示器Ａからの情報を再生する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電波を利用した位置検
出装置の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この出願に先立ち、出願人は特願昭６１
−２１３９７０号（特開昭６３−７０３２６号公報参
照）（以下、先願と称す。）において、センス部と位置
指示器との間で電波をやりとりすることにより、該位置
指示器による指示位置の座標値を求める位置検出装置に
ついて提案した。

【０００３】先願の内容を簡単に説明すると、センス部
のループコイルより所定の周波数の電波を送信させ、該
電波を位置指示器に設けた共振回路に受信させる。この
際、該電波を受信した共振回路より発信される電波を前
記ループコイルに受信させ、誘導電圧を発生させる。こ
れをセンス部の複数のループコイルについて順次切替え
て繰返し、各ループコイルに発生した誘導電圧のレベル
に基いて指示位置の座標値を求める如くなしていた。

【０００４】ところで、この種の位置検出装置では指示
位置の座標値の外、実際に入力すべき指示位置を特定し
た状態（ペンダウン状態）を表す情報や、位置指示器の
種別、例えばペンかカーソルかを表す情報、あるいはソ
フトウェアに応じて座標値以外のパラメータ、例えば線
の太さ、指示位置あるいは指示領域の色相や濃度（明
度）等を変化させるための情報を、前記指示位置の座標
値とともに入力したいという要求がある。

【０００５】前記先願では、共振回路を構成するコイル
及びコンデンサに手動のスイッチを介して他のコンデン
サを接続することにより、該スイッチに対する操作に応
じて共振周波数がわずかに変化するようになし、この共
振周波数のわずかな変化を位相角の変化として検出し、
前述した各種の情報（以下、指示器情報と称す。）とな
していた。

【０００６】しかしながら、前述した位置検出装置では
検出可能な位相角の範囲が−６０°〜＋６０°程度に限
られること、並びに周囲の温度変化等によりコイルのイ
ンダクタンスやコンデンサのキャパシタンスが変化する
ため該検出の際の位相角にある程度の幅をもたせなけれ
ばならないこと等の問題より、入力可能な指示器情報の
数をあまり多くすることができないという問題があっ
た。

【０００７】そこで、出願人は、位置指示器にコード発
生器を設け、共振回路を構成するコイル及びコンデンサ
に電子スイッチを介して、該コード発生器より出力され
る複数ビットの２進コードに応じて他のコンデンサを断
続することにより、該２進コードに応じて共振周波数が
わずかに変化するようになし、この２進コードに応じた
共振周波数のわずかな変化を位相角の変化として検出し
て前記２進コードを再生することにより、該複数ビット
の２進コードの数に対応した指示器情報を入力可能とな
した位置検出装置について提案した（特願昭６１−２８
０８８９号（特開昭６３−１３６１２４号公報参照）、
特願平１−３２７２７６号（特開平３−１８９７１６号
公報参照）、特願平１−３２７２７７号（特開平３−１
８９７１７号公報参照）等）。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た位置検出装置では共振回路の共振周波数が変化すると
受信信号（誘導電圧）のレベルも変化してしまうため、
２進コードの各ビットに対応する期間を１回の座標検出
期間より充分長くするか又は座標検出期間とは全く別に
コード識別のための期間を設けなければならず、その
分、指示器情報の伝達に時間がかかる又は座標検出のサ
ンプリングレートが低くなるという問題があった。

【０００９】本発明は前述した従来の問題点に鑑み、座
標検出のサンプリングレートを落とすことなく多くの情
報を高速に伝達し得る位置検出装置を提供することを目
的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明では、少なくとも共振回路を有する位置指示
器と、該位置指示器に対して電波を送受信することによ
り該位置指示器による指示位置の座標値を求めるタブレ
ットとからなる位置検出装置において、位置指示器に、
複数の指示器情報にそれぞれ対応した複数のコードを発
生するコード発生手段と、該コードに応じて共振回路の
共振周波数を連続的に変化させる共振周波数制御手段と
を設け、タブレットに、位置指示器の共振回路から発生
される電波の周波数を検出する周波数検出手段と、該検
出された周波数に応じて送信する電波の周波数及び受信
する電波の周波数を前記共振回路の共振周波数と常に一
致するように追従制御する周波数追従制御手段と、前記
周波数検出手段で検出された周波数から前記共振回路に
おける共振周波数の変化に対応したコードを再生し、指
示器情報を識別する情報識別手段とを設けた位置検出装
置を提案する。

【００１１】また、本発明では、少なくとも電波を発生
する電波発生手段及びこれを駆動する電源とを有する位
置指示器と、該位置指示器より送信される電波を受信し
て該位置指示器による指示位置の座標値を求めるタブレ
ットとからなる位置検出装置において、位置指示器に、
複数の指示器情報にそれぞれ対応した複数のコードを発
生するコード発生手段と、該コードに応じて電波発生手
段の周波数を連続的に変化させる周波数制御手段とを設
け、タブレットに、位置指示器の電波発生手段から発生
される電波の周波数を検出する周波数検出手段と、該検
出された周波数に応じて受信する電波の周波数を前記電
波発生手段の周波数と常に一致するように追従制御する
周波数追従制御手段と、前記周波数検出手段で検出され
た周波数から前記電波発生手段における周波数の変化に
対応したコードを再生し、指示器情報を識別する情報識
別手段とを設けた位置検出装置を提案する。

【００１２】

【作用】本発明によれば、位置指示器の共振回路から発
生される電波の周波数が周波数検出手段で検出され、送
信する電波の周波数及び受信する電波の周波数が該検出
された周波数と常に一致するように周波数追従制御手段
により追従制御されて、該周波数の変化に起因するレベ
ル変化がなくなり、前記検出された周波数から情報識別
手段により前記共振回路における共振周波数の変化に対
応したコードが再生され、指示器情報が識別される。

【００１３】また、本発明によれば、位置指示器の電波
発生手段から発生される電波の周波数が周波数検出手段
で検出され、受信する電波の周波数が該検出された周波
数と常に一致するように周波数追従制御手段により追従
制御されて、該周波数の変化に起因するレベル変化がな
くなり、前記検出された周波数から情報識別手段により
前記電波発生手段における周波数の変化に対応したコー
ドが再生され、指示器情報が識別される。

【００１４】

【実施例】図１は本発明の第１の実施例を示すもので、
図中、１１ａはコイル、１１ｂは直流阻止用のコンデン
サ、１１ｃは可変容量ダイオード、１２は電源供給用の
ダイオード、１３はコード発生器、１４は電圧制御器、
例えば積分器、１５は電源供給用のコンデンサ、Ｓ１，
Ｓ２はスイッチであり、これらは位置指示器Ａを構成す
る。また、２１−１，２１−２，２１−３，２１−４は
ループコイル、２２は選択回路、２３は補助アンテナコ
イル、２４は電圧制御発振器、２５は電流ドライバ、２
６，２７は送受切替回路、２８，２９は受信アンプ、３
０は同期検波器、３１は位相比較器、３２はスイッチ、
３３，３４は低域フィルタ（ＬＰＦ）、３５，３６はア
ナログ・ディジタル（Ａ／Ｄ）変換回路、３７は処理装
置（ＣＰＵ）であり、これらはタブレットＢを構成す
る。

【００１５】コイル１１ａ、コンデンサ１１ｂ及び可変
容量ダイオード１１ｃは互いに直列に接続され、周知の
共振回路１１を構成する如くなっている。ダイオード１
２は前記共振回路１１中に発生する誘導電圧より直流電
圧を取り出し、これを電源電圧としてコード発生器１３
及び積分器１４に供給する。コード発生器１３はスイッ
チＳ１，Ｓ２がいずれも操作されない状態においてはビ
ット“０”に対応したローレベルの電圧を発生し、ま
た、スイッチＳ１又はＳ２が操作された場合は該操作さ
れたスイッチに応じた複数ビット、ここでは８ビットの
２進コードｂ１〜ｂ８の前後にスタートビットＳＴ
（“１”）及びストップビットＳＰ（“０”）を付加し
てなる周知の調歩同期方式のデータ信号を発生し、これ
を積分器１４に供給する。なお、該データ信号のコード
発生周期は、後述する１回の走査期間の１０倍程度の時
間、例えば１０ms程度に設定される。積分器１４はオペ
アンプ、抵抗、コンデンサ等からなる周知のもので、前
記データ信号を受け、そのローレベルからハイレベルへ
の変化及びハイレベルからローレベルへの変化を連続的
な変化、ここでは一定の傾きをもった変化に変えて、可
変容量ダイオード１１ｃに供給する如くなっている。

【００１６】前記可変容量ダイオード１１ｃは加わる電
圧によってその容量値が変化するため、スイッチＳ１又
はＳ２が操作され、コード発生器１３よりデータ信号が
発生し、これが積分器１４を介して供給されると、該信
号の電圧値に対応して共振回路１１の共振周波数も変化
する。

【００１７】図２(a)(b)はそれぞれスイッチＳ１，Ｓ２
が操作された場合の共振周波数の変化のようすの一例を
示すもので、図中、周波数ｆ１及びｆ２はそれぞれコー
ド発生器１３よりローレベル及びハイレベルの電圧が出
力された際の共振回路１１の共振周波数、例えば４９５
ｋＨｚ及び５０５ｋＨｚである。ここではスイッチＳ１
が操作された場合にコード発生器１３で発生する２進コ
ードｂ１〜ｂ８が“００１１０１００”であり、また、
スイッチＳ２が操作された場合にコード発生器１３で発
生する２進コードｂ１〜ｂ８が“０１００１０１０”で
ある例を示している。

【００１８】ループコイル２１−１〜２１−４は位置検
出方向に互いにほぼ平行に並設されており、その各一端
は選択回路２２に接続され、また、その各他端は共通に
接地されている。選択回路２２は処理装置３７より加え
られる所定の選択信号に従って、ループコイル２１−１
〜２１−４より一のループコイルを順次選択する。補助
アンテナコイル２３はループコイル２１−１〜２１−４
の周囲を取り巻くように配置されており、その一端は電
圧制御発振器２４に接続され、また、他端は接地されて
いる。

【００１９】電圧制御発振器２４は前述した周波数ｆ１
とｆ２との中間の周波数ｆ０、例えば５００ｋＨｚを自
走周波数とし、所定の制御信号、ここでは低域フィルタ
３４の出力電圧に応じた周波数及び位相の交流信号を発
生して、これを電流ドライバ２５、同期検波器３０及び
位相比較器３１に送出する。電流ドライバ２５は前記交
流信号を電流に変換して送受切替回路２７へ送出する。
送受切替回路２６は処理装置３７より加えられる所定の
送受切替信号に従って、前記選択回路２２によって選択
された一のループコイルを受信アンプ２８に接続し又は
接地する。送受切替回路２７は処理装置３７より加えら
れる所定の送受切替信号に従って、補助アンテナコイル
２３に電流ドライバ２５及び受信アンプ２９を交互に切
替え接続する。

【００２０】受信アンプ２８は前記選択された一のルー
プコイルに発生し、選択回路２２及び送受切替回路２６
を介して送られてくる誘導電圧を増幅し、これを同期検
波器３０へ送出する。受信アンプ２９は前記補助アンテ
ナコイル２３に発生し、送受切替回路２７を介して送ら
れてくる誘導電圧を増幅し、これを位相比較器３１へ送
出する。同期検波器３０は前記一のループコイルに発生
した誘導電圧、即ち受信信号を電圧制御発振器２４から
の交流信号を検波信号として同期検波し、低域フィルタ
３３へ送出する。位相比較器３１は前記補助アンテナコ
イルに発生した誘導電圧と電圧制御発振器２４からの交
流信号との位相比較を行い、位相差信号を発生し、スイ
ッチ３２を介して低域フィルタ３４へ送出する。なお、
スイッチ３２は処理装置３７からの制御信号に従って、
送受切替回路２７が送信側になっている時の位相比較器
３１の出力信号が低域フィルタ３４へ送出されないよう
にするためのものである。

【００２１】低域フィルタ３３は前述した周波数ｆ０，
ｆ１，ｆ２より充分低い遮断周波数を有しており、同期
検波器３０の出力信号を直流信号に変換し、Ａ／Ｄ変換
回路３５へ送出する。また、低域フィルタ３４も前述し
た周波数ｆ０，ｆ１，ｆ２より充分低い遮断周波数を有
しており、位相比較器３１の出力信号を直流信号に変換
して電圧制御発振器２４及びＡ／Ｄ変換回路３６へ送出
する。Ａ／Ｄ変換回路３５及び３６はそれぞれ前記低域
フィルタ３３及び３４の出力をアナログ・ディジタル変
換して処理装置３７へ送出する。処理装置３７は前記デ
ィジタル値に変換された各ループコイル２１−１〜２１
−４に対応した受信信号の電圧値に基いて位置指示器Ａ
の指示位置の座標値を算出するとともに、前記ディジタ
ル値に変換された電圧制御発振器２４の制御信号に基い
て、位置指示器Ａのスイッチの状態を識別する。

【００２２】次に、前記装置の動作について述べる。

【００２３】まず、補助アンテナコイル２３が送受切替
回路２７を介して電流ドライバ２５に接続され、電圧制
御発振器２４による自走周波数ｆ０の交流電流が供給さ
れると、該補助アンテナコイルからは周波数ｆ０の電波
が発生する。該電波は位置指示器Ａのコイル１１ａを励
振し、共振回路１１に電磁エネルギーを与える。また、
この際、選択回路２２は処理装置３７からの選択信号に
基いてループコイル２１−１〜２１−４より一のループ
コイルを選択しているが、送受切替回路２６は電波の送
信期間中、受信アンプ２８の入力端を接地するため、該
一のループコイルに発生する信号は受信アンプ２８には
伝達されない。この後、前記補助アンテナコイル２３が
送受切替回路２７を介して受信アンプ２９に接続される
と、該補助アンテナコイル２３からの電波の発生は停止
する。

【００２４】一方、前記共振回路１１に与えられた電磁
エネルギーはコイル１１ａに供給され、これより電波を
発生させるとともに、その一部はダイオード１２，コン
デンサ１５を介してコード発生器１３及び積分器１４に
供給され、これらを駆動する。この時、位置指示器Ａの
スイッチＳ１，Ｓ２がいずれも操作されていないとする
と、コード発生器１３の出力は前述したようにローレベ
ルのままであり、共振回路１１の共振周波数はｆ１とな
るから、コイル１１ａからは周波数ｆ１の電波が継続し
て発生する。該電波は前記選択された一のループコイル
とともに補助アンテナコイル２３を逆に励振するため、
該一のループコイル及び補助アンテナコイル２３には前
記周波数ｆ１の誘導電圧が発生する。

【００２５】前記補助アンテナコイル２３に発生した誘
導電圧は受信アンプ２９により増幅され、位相比較器３
１に送出され、電圧制御発振器２４からの交流信号と位
相比較される。ここで、共振回路１１の共振周波数は前
述したようにｆ１であり、当初、前記誘導電圧の位相は
交流信号の位相に対して遅れているため、位相比較器３
１の出力電圧はマイナスとなる。従って、低域フィルタ
３４の出力電圧もマイナスとなり、電圧制御発振器２４
の発振周波数はｆ０からｆ１へ追従して変化する。ま
た、低域フィルタ３４の出力電圧はＡ／Ｄ変換回路３６
を介して処理装置３７へ送出されるが、この場合、０か
らマイナスへ変化する（実際には、低域フィルタ３４の
出力電圧０［Ｖ］に対応する所定のディジタル値からこ
れより小さいディジタル値へ変化する）のみであるか
ら、処理装置３７は位置指示器ＡのスイッチＳ１，Ｓ２
がいずれも操作されていないと識別する。

【００２６】前記一のループコイルに発生した誘導電圧
は受信アンプ２８により増幅されて同期検波器３０に送
出され、電圧制御発振器２４からの交流信号を検波信号
として同期検波され、さらに低域フィルタ３３及びＡ／
Ｄ変換回路３５を介して電圧値として処理装置３７へ送
出される。その後、選択回路２３により選択される一の
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、各ループコイル２１−１〜２１−４に発
生する誘導電圧の電圧値が処理装置３７へ送出される。

【００２７】前記各ループコイル２１−１〜２１−４よ
り取出される誘導電圧の電圧値は各ループコイルと共振
回路１１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、各ループコイル２１−１〜２１−４よ
り取出される誘導電圧の電圧値は共振回路１１の位置、
即ち位置指示器Ａの指示位置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は処理装置３７により演算処理さ
れ、電圧値の分布が極大となる位置、即ち位置指示器Ａ
による指示位置の座標値が求められる。

【００２８】この状態において、例えば位置指示器Ａの
スイッチＳ１が操作されると、共振回路１１の共振周波
数は該スイッチＳ１に対応した８ビットの２進コード
“００１１０１００”（実際には、その前後にスタート
ビットＳＴ“１”及びストップビットＳＰ“０”を付加
して）に応じて、図２(a)に示すようにｆ１〜ｆ２の間
で変化するため、補助アンテナコイル２３に発生する誘
導電圧の周波数も同様に変化する。

【００２９】前記周波数ｆ０以外の誘導電圧の位相と電
圧制御発振器２４からの交流信号の位相とは一致しない
ため、該誘導電圧の周波数がｆ１〜ｆ２の間で変化する
期間中、位相比較器３１よりその位相差に応じた符号及
び値を有する電圧が出力される。従って、低域フィルタ
３４の出力も誘導電圧の周波数がｆ１〜ｆ２の間で変化
する期間中、前記位相差に応じた符号及び値を有するも
のとなり、これによって電圧制御発振器２４は周波数ｆ
１〜ｆ２の間で発振するように制御され、前記誘導電圧
の周波数の変化が同期検波器３０の出力電圧値を変化さ
せない、即ち指示位置の座標値に影響を与えない。

【００３０】また、この際、低域フィルタ３４の出力電
圧は前述したようにＡ／Ｄ変換回路３６においてディジ
タル値に変換され、処理装置３７に送出されるが、前記
誘導電圧の周波数がｆ０以外の期間では該周波数に対応
した値、即ち低域フィルタ３４の出力電圧０［Ｖ］に対
応する所定のディジタル値より小さい又は大きい値とな
るから、前記誘導電圧の周波数が最初にｆ１からｆ２へ
変化し、前記ディジタル値が最初に前記所定のディジタ
ル値より大きくなった時点を開始点（スタートビットＳ
Ｔ）として、前記コード発生器１３のコード発生周期で
サンプリングし、該所定のディジタル値より大きいか小
さいかを検出することにより、処理装置３７はＡ／Ｄ変
換回路３６の出力ディジタル値から８ビットの２進コー
ドを再生でき、この場合、位置指示器Ａにおいてスイッ
チＳ１が操作されたことを識別できる。また、位置指示
器ＡにおいてスイッチＳ２が操作された場合も同様にし
て識別できる。

【００３１】このように本実施例によれば、共振回路の
共振周波数が変化しても受信信号の信号強度が変化しな
いため、従来のように２進コードの各ビットに対応する
期間を１回の座標検出期間より充分長くしたり、あるい
は座標検出期間とは全く別にコード識別のための期間を
設ける必要がなく、従って、座標検出のサンプリングレ
ートを落とすことなく多くの情報を高速に伝達すること
ができる。

【００３２】前記実施例は一方向の位置検出を行うもの
であるが、ループコイル２１−１〜２１−４と同様な複
数のループコイルをこれと直交する如く配置し、前記同
様な選択回路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できることはいうまでもない。な
お、この場合、１回の走査がｘ及びｙ方向の２方向に行
われるため、データ信号のコード発生周期は一方向の場
合の２倍、例えば２０ms程度に設定される。

【００３３】図３は前記第１の実施例における位置指示
器の他の例を示すもので、ここではコード発生器及び積
分器の電源として電源供給用のダイオード及びコンデン
サの代わりに電池を設けた例を示す。即ち、図中、１６
は周知のニッカド電池等の電池であり、その両端はコー
ド発生器１３及び積分器１４の電源端子にそれぞれ接続
されている。本構成によれば、安定した電源電圧でコー
ド発生器及び積分器を駆動することができ、情報を誤り
なく伝達できる。

【００３４】図４は本発明の第２の実施例を示すもの
で、図中、第１の実施例と同一構成部分は同一符号をも
って表す。即ち、１１ａはコイル、１３はコード発生
器、１４は積分器、１６は電池、１７は電圧制御発振
器、Ｓ１，Ｓ２はスイッチであり、これらは位置指示器
Ａを構成する。また、２３は補助アンテナコイル、２８
は受信アンプ、３０は同期検波器、３３は低域フィルタ
（ＬＰＦ）、３５，３６はアナログ・ディジタル（Ａ／
Ｄ）変換回路、３７ａは処理装置（ＣＰＵ）、３８−
１，３８−２，……３８−８は導体、３９は選択回路、
４０はＰＬＬ受信回路であり、これらはタブレットＢを
構成する。

【００３５】電圧制御発振器１７は前述した周波数ｆ１
を自走周波数とし、所定の制御信号、ここでは積分器１
４の出力電圧に応じた周波数及び位相の交流信号を発生
して、これをコイル１１ａへ送出する。前述したように
コード発生器１３はスイッチＳ１，Ｓ２がいずれも操作
されない状態においてはビット“０”に対応したローレ
ベルの電圧を発生しており、この場合、電圧制御発振器
１７は周波数ｆ１の交流信号を発生する如くなってい
る。従って、本位置指示器Ａのコイル１１ａからはスイ
ッチＳ１，Ｓ２がいずれも操作されない状態において周
波数ｆ１の電波が発信され、また、スイッチＳ１又はＳ
２が操作された場合は周波数が図２に示したようにｆ１
〜ｆ２の間で変化する電波が発信される。

【００３６】導体３８−１〜３８−８は位置検出方向に
互いにほぼ平行に並設されており、その各一端は選択回
路３９に接続され、また、その各他端は共通に接地され
ている。選択回路３９は処理装置３７ａより加えられる
所定の選択信号に従って、導体３８−１〜３８−８より
一の導体を順次選択する。補助アンテナコイル２３は導
体３８−１〜３８−８の周囲を取り巻くように配置され
ており、その一端はＰＬＬ受信回路４０に接続され、ま
た、他端は接地されている。

【００３７】ＰＬＬ受信回路４０は前記補助アンテナコ
イル２３に発生した誘導電圧と同じ周波数及び位相を備
えた基準交流信号を発生させ、これを同期検波器３０へ
送出するとともに、前記誘導電圧の周波数及び位相を表
す制御信号をＡ／Ｄ変換回路３６を介して処理装置３７
ａへ送出する。受信アンプ２８は前記選択された一の導
体に発生し、選択回路３９を介して送られてくる誘導電
圧を増幅し、これを同期検波器３０へ送出する。同期検
波器３０は前記一の導体に発生した誘導電圧、即ち受信
信号をＰＬＬ受信回路４０からの基準交流信号を検波信
号として同期検波し、低域フィルタ３３へ送出する。

【００３８】低域フィルタ３３は前述した周波数ｆ０，
ｆ１，ｆ２より充分低い遮断周波数を有しており、同期
検波器３０の出力信号を直流信号に変換し、Ａ／Ｄ変換
回路３５へ送出する。Ａ／Ｄ変換回路３５及び３６はそ
れぞれ前記低域フィルタ３３及びＰＬＬ受信回路４０の
出力をアナログ・ディジタル変換して処理装置３７ａへ
送出する。処理装置３７ａは前記ディジタル値に変換さ
れた各導体３８−１〜３８−８に対応した受信信号の電
圧値に基いて位置指示器Ａの指示位置の座標値を算出す
るとともに、前記ディジタル値に変換されたＰＬＬ受信
回路４０の制御信号に基いて、位置指示器Ａのスイッチ
の状態を識別する。

【００３９】以下、前記装置の動作を説明する。

【００４０】当初、位置指示器ＡのスイッチＳ１，Ｓ２
がいずれも操作されておらず、コイル１１ａから周波数
ｆ１の電波が継続して発生しているとすると、該電波は
各導体３８−１〜３８−８及び補助アンテナコイル２３
に周波数ｆ１の誘導電圧を発生させる。各導体３８−１
〜３８−８に発生した誘導電圧は選択回路３９により順
次サンプリングされ、受信アンプ２８により増幅されて
同期検波器３０に送出され、ＰＬＬ受信回路４０からの
基準交流信号を検波信号として同期検波され、さらに低
域フィルタ３３及びＡ／Ｄ変換回路３５を介して電圧値
として処理装置３７ａへ送出される。

【００４１】ここで、前記電波の各導体に対する向きは
コイル１１ａ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、同期検波器３０の出力信号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３３の出力信
号は指示位置に対応して０［Ｖ］を交差するものとな
る。前記各誘導電圧の電圧値は処理装置３７ａにより演
算処理され、電圧値が０［Ｖ］を交差する位置、即ち位
置指示器Ａによる指示位置の座標値が求められる。

【００４２】また、補助アンテナコイル２３に発生した
誘導電圧はＰＬＬ受信回路４０に受信され、該ＰＬＬ受
信回路４０にて前記誘導電圧と同じ周波数及び位相を備
えた基準交流信号が発生されて同期検波器３０に送出さ
れるとともに、前記誘導電圧の周波数及び位相を表す制
御信号が発生され、Ａ／Ｄ変換回路３６を介して処理装
置３７ａへ送出される。ここで、前記誘導電圧の周波数
は継続してｆ１であり、制御信号もこれに対応したもの
であるから、処理装置３７ａは位置指示器Ａのスイッチ
Ｓ１，Ｓ２がいずれも操作されていないと識別する。

【００４３】この状態において、例えば位置指示器Ａの
スイッチＳ１が操作されると、コイル１１ａより発信さ
れる電波の周波数は該スイッチＳ１に対応した８ビット
の２進コード“００１１０１００”（実際には、その前
後にスタートビットＳＴ“１”及びストップビットＳＰ
“０”を付加して）に応じて、図２(a)に示されたよう
にｆ１〜ｆ２の間で変化するため、補助アンテナコイル
２３に発生する誘導電圧の周波数も同様に変化する。

【００４４】前記周波数ｆ１以外の誘導電圧も周波数ｆ
１の誘導電圧と同様、ＰＬＬ受信回路４０に受信され、
同じ周波数及び位相を備えた基準交流信号が発生されて
同期検波器３０に送出されるため、前記誘導電圧の周波
数の変化は同期検波器３０の出力電圧値を変化させな
い、即ち指示位置の座標値に影響を与えない。

【００４５】また、この際、ＰＬＬ受信回路４０より出
力される誘導電圧の周波数及び位相を表す制御信号は前
述したようにＡ／Ｄ変換回路３６においてディジタル値
に変換され、処理装置３７ａに送出され、前記ディジタ
ル値が最初に所定の値、例えば周波数ｆ０に対応した値
より大きくなった時点を開始点（スタートビットＳＴ）
として、前記コード発生器１３のコード発生周期でサン
プリングし、該周波数ｆ０に対応した値より大きいか小
さいかを検出することにより、処理装置３７ａはＡ／Ｄ
変換回路３６の出力ディジタル値から８ビットの２進コ
ードを再生でき、この場合、位置指示器Ａにおいてスイ
ッチＳ１が操作されたことを識別できる。また、位置指
示器ＡにおいてスイッチＳ２が操作された場合も同様に
して識別できる。

【００４６】このように本実施例によれば、位置指示器
より発信される電波の周波数が変化しても受信信号の信
号強度が変化しないため、従来のように２進コードの各
ビットに対応する期間を１回の座標検出期間より充分長
くしたり、あるいは座標検出期間とは全く別にコード識
別のための期間を設ける必要がなく、従って、座標検出
のサンプリングレートを落とすことなく多くの情報を高
速に伝達することができる。また、本実施例ではタブレ
ット側より位置指示器へ電波を送信する必要がなく、ま
た、一旦、位置指示器の位置を検出した後はその両側に
位置する２本の導体を選択するのみで位置検出が可能で
あるため、第１の実施例の場合に比べて１回の走査周期
を大幅に短縮することができ、これによって、データ信
号のコード発生周期も第１の実施例の場合より大幅に短
縮でき、より高速に情報を伝達できる。

【００４７】前記実施例は一方向の位置検出を行うもの
であるが、導体３８−１〜３８−８と同様な複数の導体
をこれと直交する如く配置し、前記同様な選択回路を設
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
出できることはいうまでもない。なお、この場合、１回
の走査がｘ及びｙ方向の２方向に行われるため、データ
信号のコード発生周期は一方向の場合の２倍に設定され
る点は第１の実施例の場合と同様である。

【００４８】図５は前記第２の実施例におけるタブレッ
トの他の例を示すもので、ここではＰＬＬ受信回路の代
わりにＦＭ検波回路及び電圧制御発振器を用いた例を示
す。即ち、図中、４１はＦＭ検波回路、４２は電圧制御
発振器であり、該ＦＭ検波回路４１は補助アンテナコイ
ル２３に発生した誘導電圧をＦＭ検波し、該誘導電圧の
周波数及び位相を表す周波数信号を発生し、これを電圧
制御発振器４２に送出するとともにＡ／Ｄ変換回路３６
を介して処理装置３７ａへ送出する。また、電圧制御発
振器４２は前述した周波数ｆ０を自走周波数として、所
定の制御信号、ここではＦＭ検波回路４１からの周波数
信号に応じた周波数及び位相の交流信号を発生して、こ
れを同期検波器３０に送出する。なお、その他の構成及
び動作は第２の実施例のタブレットと同様である。

【００４９】これまでの実施例では位置指示器に２個の
スイッチを設けた場合を示しているが、８ビットの２進
コードに対応した２⁸個のスイッチを設けてこれらを識
別させることが可能であり、２進コードのビット数を増
やせばさらに多くのスイッチを設けることも可能であ
る。また、位置指示器自体の種別を表す情報を送るよう
な場合、該情報については常時、送るようになしても良
い。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、共
振回路の共振周波数が変化しても受信信号の信号強度が
変化しないため、従来のように２進コードの各ビットに
対応する期間を１回の座標検出期間より充分長くした
り、あるいは座標検出期間とは全く別にコード識別のた
めの期間を設ける必要がなく、従って、座標検出のサン
プリングレートを落とすことなく多くの情報を高速に伝
達することができる。

【００５１】また、本発明によれば、位置指示器より発
信される電波の周波数が変化しても受信信号の信号強度
が変化しないため、従来のように２進コードの各ビット
に対応する期間を１回の座標検出期間より充分長くした
り、あるいは座標検出期間とは全く別にコード識別のた
めの期間を設ける必要がなく、従って、座標検出のサン
プリングレートを落とすことなく多くの情報を高速に伝
達することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の位置検出装置の第１の実施例を示す構
成図

【図２】スイッチＳ１，Ｓ２が操作された場合の共振周
波数の変化のようすの一例を示す図

【図３】第１の実施例における位置指示器の他の例を示
す構成図

【図４】本発明の位置検出装置の第２の実施例を示す構
成図

【図５】第２の実施例におけるタブレットの他の例を示
す構成図

【符号の説明】

１１ａ…コイル、１１ｂ…コンデンサ、１１ｃ…可変容
量ダイオード、１２…電源供給用のダイオード、１３…
コード発生器、１４…積分器、１５…電源供給用のコン
デンサ、１６…電池、１７，２４，４２…電圧制御発振
器、２５…電流ドライバ、Ｓ１，Ｓ２…スイッチ、２１
−１〜２１−４…ループコイル、２２，３９…選択回
路、２３…補助アンテナコイル、２６，２７…送受切替
回路、２８，２９…受信アンプ、３０…同期検波器、３
１…位相比較器、３２…スイッチ、３３，３４…低域フ
ィルタ（ＬＰＦ）、３５，３６…アナログ・ディジタル
（Ａ／Ｄ）変換回路、３７，３７ａ…処理装置（ＣＰ
Ｕ）、３８−１〜３８−８…導体、４０…ＰＬＬ受信回
路、４１…ＦＭ検波回路、Ａ…位置指示器、Ｂ…タブレ
ット。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも共振回路を有する位置指示器
   と、該位置指示器に対して電波を送受信することにより
   該位置指示器による指示位置の座標値を求めるタブレッ
   トとからなる位置検出装置において、 位置指示器に、 複数の指示器情報にそれぞれ対応した複数のコードを発
   生するコード発生手段と、該コードに応じて共振回路の
   共振周波数を連続的に変化させる共振周波数制御手段と
   を設け、 タブレットに、 位置指示器の共振回路から発生される電波の周波数を検
   出する周波数検出手段と、該検出された周波数に応じて
   送信する電波の周波数及び受信する電波の周波数を前記
   共振回路の共振周波数と常に一致するように追従制御す
   る周波数追従制御手段と、前記周波数検出手段で検出さ
   れた周波数から前記共振回路における共振周波数の変化
   に対応したコードを再生し、指示器情報を識別する情報
   識別手段とを設けたことを特徴とする位置検出装置。
2. 【請求項２】 複数の指示器情報にそれぞれ対応した複
   数のコードを発生するコード発生器、該コードに応じて
   連続的に変化する電圧値を発生する電圧制御器、該電圧
   値に応じて容量値又は誘導値が変化する素子を含む共振
   回路、並びに該共振回路に生起した誘導電圧より前記コ
   ード発生器及び電圧制御器を駆動するための直流電圧を
   取り出す電源回路を有する位置指示器と、 位置検出方向に並設された複数のループコイル、該複数
   のループコイルより一のループコイルを順次選択する選
   択手段、前記複数のループコイルの近傍に設けられた補
   助アンテナコイル、前記位置指示器の共振回路を励振す
   る電波を発生するための交流信号を前記補助アンテナコ
   イルに供給する交流信号供給手段、前記補助アンテナコ
   イルに発生する誘導電圧の周波数を検出する周波数検出
   手段、該検出された周波数に応じて前記交流信号供給手
   段から供給する交流信号の周波数を前記共振回路の共振
   周波数と常に一致するように制御する周波数追従制御手
   段、前記選択されたループコイルに発生する誘導電圧を
   前記交流信号供給手段から発生する交流信号で検波する
   受信検波手段、該検波された各誘導電圧の大きさに基い
   て前記位置指示器の指示位置を求める位置決定手段、並
   びに前記周波数検出手段で検出された周波数から前記共
   振回路における共振周波数の変化に対応したコードを再
   生し、指示器情報を識別する情報識別手段を有するタブ
   レットとからなることを特徴とする位置検出装置。
3. 【請求項３】 複数の指示器情報にそれぞれ対応した複
   数のコードを発生するコード発生器、該コードに応じて
   連続的に変化する電圧値を発生する電圧制御器、該電圧
   値に応じて容量値又は誘導値が変化する素子を含む共振
   回路、並びに前記コード発生器及び電圧制御器を駆動す
   るための直流電圧を供給する電池を有する位置指示器
   と、 位置検出方向に並設された複数のループコイル、該複数
   のループコイルより一のループコイルを順次選択する選
   択手段、前記複数のループコイルの近傍に設けられた補
   助アンテナコイル、前記位置指示器の共振回路を励振す
   る電波を発生するための交流信号を前記補助アンテナコ
   イルに供給する交流信号供給手段、前記補助アンテナコ
   イルに発生する誘導電圧の周波数を検出する周波数検出
   手段、該検出された周波数に応じて前記交流信号供給手
   段から供給する交流信号の周波数を前記共振回路の共振
   周波数と常に一致するように制御する周波数追従制御手
   段、前記選択されたループコイルに発生する誘導電圧を
   前記交流信号供給手段から発生する交流信号で検波する
   受信検波手段、該検波された各誘導電圧の大きさに基い
   て前記位置指示器の指示位置を求める位置決定手段、並
   びに前記周波数検出手段で検出された周波数から前記共
   振回路における共振周波数の変化に対応したコードを再
   生し、指示器情報を識別する情報識別手段を有するタブ
   レットとからなることを特徴とする位置検出装置。
4. 【請求項４】 電圧値に応じて容量値が変化する素子と
   して、可変容量ダイオードを用いたことを特徴とする請
   求項２又は３記載の位置検出装置。
5. 【請求項５】 少なくとも電波を発生する電波発生手段
   及びこれを駆動する電源とを有する位置指示器と、該位
   置指示器より送信される電波を受信して該位置指示器に
   よる指示位置の座標値を求めるタブレットとからなる位
   置検出装置において、 位置指示器に、 複数の指示器情報にそれぞれ対応した複数のコードを発
   生するコード発生手段と、該コードに応じて電波発生手
   段の周波数を連続的に変化させる周波数制御手段とを設
   け、 タブレットに、 位置指示器の電波発生手段から発生される電波の周波数
   を検出する周波数検出手段と、該検出された周波数に応
   じて受信する電波の周波数を前記電波発生手段の周波数
   と常に一致するように追従制御する周波数追従制御手段
   と、前記周波数検出手段で検出された周波数から前記電
   波発生手段における周波数の変化に対応したコードを再
   生し、指示器情報を識別する情報識別手段とを設けたこ
   とを特徴とする位置検出装置。
6. 【請求項６】 複数の指示器情報にそれぞれ対応した複
   数のコードを発生するコード発生器、該コードに応じて
   連続的に変化する電圧値を発生する電圧制御器、該電圧
   値に応じて周波数が変化する発振器を含む電波発生手
   段、並びに前記コード発生器、電圧制御器及び電波発生
   手段を駆動する電源を有する位置指示器と、 位置検出方向に並設された複数の導体、該複数の導体よ
   り一の導体を順次選択する選択手段、前記複数の導体の
   近傍に設けられた補助アンテナコイル、該補助アンテナ
   コイルに発生する誘導電圧の周波数を検出する周波数検
   出手段、該検出された周波数と一致する周波数の検波信
   号を発生する検波信号発生手段、前記選択された導体に
   発生する誘導電圧を前記検波信号で検波する受信検波手
   段、該検波された各誘導電圧の極性変化に基づいて前記
   位置指示器の指示位置を求める位置決定手段、並びに前
   記周波数検出手段で検出された周波数から前記電波発生
   手段における周波数の変化に対応したコードを再生し、
   指示器情報を識別する情報識別手段を有するタブレット
   とからなることを特徴とする位置検出装置。
7. 【請求項７】 周波数検出手段及び検波信号発生手段と
   してＰＬＬ受信回路を用いたことを特徴とする請求項６
   記載の位置検出装置。
8. 【請求項８】 周波数検出手段としてＦＭ検波回路を用
   い、検波信号発生手段として電圧制御発振器を用いたこ
   とを特徴とする請求項６記載の位置検出装置。
9. 【請求項９】 コードとして調歩同期方式のデータ信号
   を用いたことを特徴とする請求項１乃至８いずれか記載
   の位置検出装置。