JPH0713684A

JPH0713684A - 位置検出装置および位置検出方法

Info

Publication number: JPH0713684A
Application number: JP17489593A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Fukuzaki; 康弘福崎
Original assignee: Wacom Co Ltd
Current assignee: Wacom Co Ltd
Priority date: 1993-06-22
Filing date: 1993-06-22
Publication date: 1995-01-17
Anticipated expiration: 2016-12-17
Also published as: JP3239195B2

Abstract

(57)【要約】【目的】ディジタイザ等の位置検出装置およびその位
置検出方法において、消費電力を低減し、外来ノイズが
混入してもこれの影響を排除してＳ／Ｎ比の向上を実現
する。【構成】位置検出方向に配列され、位置指示器20の側
から到来する電界または磁界を検出して、位置指示器に
よって指示される位置の計算に使用される位置信号を出
力するための複数の位置検出部材11〜15と、複数の位置
検出部材のそれぞれから出力される位置信号を取り入れ
て位置の計算を行う処理手段30,39 を備える位置検出装
置であり、複数の位置検出部材のそれぞれまたは幾つか
にグループ化されたもののそれぞれに対応した複数の信
号処理回路31〜35と、複数の位置検出部材の１つまたは
幾つかを複数の信号処理回路のうちの対応するいずれか
１つに接続する接続部40とを設け、複数の信号処理回路
を介して複数の位置検出部材が出力する位置信号を同時
に取り入れ、処理手段に転送するように構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は位置検出装置および位置
検出方法に関し、特に、電磁誘導方式または静電誘導方
式の位置検出装置および位置検出方法の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の位置検出装置は、一般的に、電磁
誘導方式または静電誘導方式のいずれの場合も、電界ま
たは磁界を検出し得る電気的に互いに等価な複数の位置
検出部材（アンテナ作用を有する部材）を位置検出方向
に所定間隔で配設したタブレットと、電界または磁界を
放射する放射ユニットを内蔵しかつ当該タブレットの上
を移動可能な位置指示器と、前記の複数の位置検出部材
が出力する信号（位置信号）に基づいて位置計算（座標
計算）を行う処理装置とを含む。処理装置は、位置指示
器内の放射ユニットから放射される電界または磁界に起
因する静電結合または電磁気結合の作用によって複数の
前記位置検出部材のそれぞれに生じた信号を得、これら
の信号に基づいて、タブレットの上における位置指示器
の位置検出方向での指示位置の座標を計算する機能を有
しており、処理装置は信号を取り入れるための信号処理
回路と処理手段（ＣＰＵ等で構成される）を含んでい
る。

【０００３】上記の従来の位置検出装置では、複数の位
置検出部材に対してマルチプレクサを設け、マルチプレ
クサの切替え動作に基づいて、複数の位置検出部材のそ
れぞれで受信された信号に関して順次に信号取込みのた
めのスキャン動作を行い、複数の位置検出部材から位置
計算に必要な位置信号を得る。マルチプレクサで得られ
た信号は信号処理回路を通って処理手段に転送され、こ
こで指示位置を求めるための座標計算が行われる。この
構成では、複数の位置検出部材に関して単一の信号処理
回路が設けられる。例えば本出願人が先に提案した電磁
誘導方式の位置検出装置（実開昭６３−８０６３５号）
は、前述の考え方に基づいて構成されている。

【０００４】ここで図６を参照して従来の経時的な順次
スキャンを行う状態について説明する。図６において、
（ａ）では横軸を時間軸、縦軸を信号強度としてスキャ
ンの様子を示す。位置検出部材の配設状態を概略的に説
明すると、タブレットのＸ軸およびＹ軸のそれぞれにつ
いて位置検出部材が所定の間隔をもって多数配設され、
これらに対して電界または磁界を放射する手段を内蔵す
る位置指示器が、当該タブレット上を移動可能に配置さ
れる。位置指示器は、ＸＹの各方向について指示位置に
もっとも近い位置検出部材の信号を強く検出する。複数
の位置検出部材と信号処理回路との間には、通常マルチ
プレクサという選択的な接続手段が設けられる。本実施
例の場合には図６（ｃ）に示されるように一例としてＸ
およびＹの各軸方向に５個の位置検出部材が配設されて
いるものとし、マルチプレクサはＸ軸方向の５個の位置
検出部材を順次に選択してその信号を信号処理回路に送
り、その後、Ｙ軸方向の５個の位置検出部材を順次に選
択してその信号を信号処理回路に送る。これを１周期
（図６（ｂ）に示すように時間Ｔ）として実用に差し支
えない程度の速さ、例えば１秒間に２００回程度繰り返
して位置計算のための信号の検出および位置計算が行わ
れる。位置計算の具体的な例としては、例えば、得られ
た信号をディジタル値に変換した後に大きい方から３つ
選んでそれを二次関数と見立てて、その頂点を計算する
方法が採用される。

【０００５】図６（ｂ）は、位置指示器が電界または磁
界を放射する際に必要とされる送信パワーを示し、横軸
は時間、縦軸は電力である。１つの位置計算に要するス
キャン時間を前述のＴとするとき、時間Ｔの間、一定の
送信パワーが必要となる。

【０００６】図６（ｃ）は、外来ノイズが混入しない状
態でスキャンが行われた場合を示している。Ｘ軸方向お
よびＹ軸方向にそれぞれ並設された位置検出部材は、電
磁誘導方式の場合にはコイルであるので、図中、Ｘコイ
ルまたはＹコイルと記している。図６（ｃ）で示された
信号では、Ｘ座標は２，３，４番目のＸコイルから得ら
れる３つの信号に基づいて計算される。他方、Ｙ座標は
２，３，４番目のＹコイルから得られる３つの信号に基
づいて計算される。

【０００７】図６（ｄ）はＸコイルの２番目をスキャン
する際に外来ノイズ６１が混入したした場合を示してい
る。この場合、外来ノイズ６１がその時に得られる信号
６２にのみ影響するため、Ｘ座標の計算に影響を与える
ことになる。ここで「外来ノイズ」とは、位置検出装置
以外の外部からのノイズのみならず、位置検出装置内に
設けられた電子回路から発するノイズも含む概念であ
る。一般的に、座標検出装置にはジッタと呼ばれる現
象、すなわち位置指示器を動かさないにも拘らず、座標
が僅かに変動する現象があるが、この現象は電子回路か
ら発生するノイズに起因する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】近年、携帯型コンピュ
ータでは、上記の位置検出装置を組込んだものが増して
きた。携帯型コンピュータでは、搭載される電池の容量
に限りがあるので、仕様可能時間を延ばすために消費電
力の低減が課題になる。この種の位置検出装置で電力を
最も消費するのは電界または磁界を発生させるための部
分である。従って放射電力を小さくすることが要求され
るが、この要求を満たそうとすると、反対に受信信号の
Ｓ／Ｎ比を悪くすることになり、この不具合は検出座標
の誤差として現れ、位置検出装置としての性能を落とし
てしまう結果になる。

【０００９】また前述した従来例にあっては、経時的に
順次スキャンをしていたため、外部からランダムに入っ
てくる雑音信号が、雑音発生時に選択されていた信号に
のみ影響を与える。一般的に、先に説明した通り位置の
計算は複数の信号に基づいてされるものであるから、位
置計算に用いる複数の信号のうち一部のみに雑音が含ま
れ、その結果座標を正確に算出することができないとい
う不具合を生じる。

【００１０】本発明の目的は、消費電力を低減し、外来
ノイズが混入してもこれの影響を排除してＳ／Ｎ比の向
上を実現できる位置検出装置および位置検出方法を提供
することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明に係る位置検出装
置は、位置検出方向に配列され、位置指示器の側から到
来する電界または磁界を検出して、位置指示器によって
指示される位置の計算に使用される位置信号を出力する
ための複数の位置検出部材と、複数の位置検出部材のそ
れぞれから出力される位置信号を取り入れて位置の計算
を行う処理手段を備える位置検出装置であり、複数の位
置検出部材のそれぞれまたは幾つかをグループ化したも
ののそれぞれに対応した複数の信号処理回路と、複数の
位置検出部材の１つまたは幾つかを複数の信号処理回路
のうちの対応するいずれか１つに接続する接続部とを設
け、複数の信号処理回路を介して複数の位置検出部材が
出力する位置信号を同時に取り入れ、処理手段に転送す
るように構成される。

【００１２】前記の構成において、好ましくは、電界ま
たは磁界を発生させるために必要な電力を前記同時取り
入れ時に対応させて間欠的に供給する電力供給手段を備
えることを特徴とする。

【００１３】前記の構成において、好ましくは、基準信
号を出力する基準信号発生手段を設け、かつ、接続部
は、複数の信号処理回路のそれぞれの入力端を、対応す
る位置検出部材の出力端と基準信号発生手段の出力端の
うちのいずれかに選択的に接続する接続選択回路を含む
と共に、処理手段は、各信号処理回路の位置信号に基づ
く出力値を同じ信号処理回路の基準信号に基づく出力値
で較正する較正手段を含む。

【００１４】前記の構成において、好ましくは、複数の
信号処理回路に対して並列に標準処理回路を設け、か
つ、接続部は、複数の位置検出部材のそれぞれの出力端
を、対応する信号処理回路の入力端と標準処理回路の入
力端の双方に選択的に接続する接続選択回路を含むと共
に、処理手段は、それぞれの信号処理回路の出力値を標
準処理回路の出力値で較正する較正手段を含む。

【００１５】本発明に係る位置検出方法は、位置検出方
向に配列された複数の位置検出部材で位置指示器の側か
ら到来する電界または磁界を検出して位置信号を発生さ
せ、複数の位置信号を利用して位置指示器によって指示
される位置を計算によって求める位置検出方法であり、
複数の位置信号を同時に取り入れ、これらの位置信号を
用いて位置の計算を行うようにしたことを特徴とする。

【００１６】前記の方法において、好ましくは、複数の
位置検出部材で検出される電界または磁界を発生させる
ための電力を前記同時取り入れ時に対応させて間欠的に
供給し、電力が供給される時期に対応させて複数の位置
信号を同時に取り入れることを特徴とする。

【００１７】前記の方法において、好ましくは、同時に
取り入れられる複数の位置信号はそれぞれ固有の信号処
理ルートを介して取り入れられ、各位置信号に対して各
信号処理ルートの特性に起因するばらつきを較正するた
めの信号較正処理が施されることを特徴とする。

【００１８】

【作用】本発明による位置検出装置では、タブレットに
おいて位置検出方向に配列された複数の位置検出部材の
各１つまたはグループ化された幾つかのものに対して、
出力信号を取り入れるための信号処理回路を設ける構成
とし、これらの複数の信号処理回路を用いる構成によっ
て複数の位置検出部材が出力する位置計算に必要な複数
の位置信号を同時に取り入れ、かつ処理することが可能
となる。このことは、１回の位置計算に必要な複数の位
置信号を得るための電界等の発生の時間を短くすること
ができ、電力供給時間を短縮して消費電力の低減を達成
する。さらに複数の位置信号をほぼ同時刻に取り入れる
ために、その時に外来ノイズが混入したとしてもすべて
の位置信号の上に加えられることになるから、位置の計
算には影響を与えず、位置を正しく算出することができ
る。また位置検出方法では、複数の位置検出部材が出力
する複数の位置信号をほぼ同時に取り入れるステップを
含ませるようにしているので、電力消費の面および外来
ノイズの影響排除の面で上記位置検出装置で説明した同
様な作用的特徴が生じる。

【００１９】

【実施例】以下に、本発明の実施例を添付図面に基づい
て説明する。

【００２０】図１は、本発明の第１実施例を示す構成図
である。図１で示された位置検出装置の構成要素を大き
く分類すると、タブレット１０、位置指示器２０、処理
装置３０、接続装置４０、送信用発振回路５０が含まれ
る。以下、各構成要素を分説する。

【００２１】図示されたタブレット１０は、説明の便宜
上５つの位置検出部材１１〜１５を備えている。タブレ
ット１０は位置（座標）検出装置としての機能を有し、
位置（座標）検出面を備えている。位置は、位置検出面
においてＸ座標値とＹ座標値によって特定される。従っ
て、位置検出面は２次元の座標を入力するための座標入
力面である。位置検出部材は、直交するＸＹのそれぞれ
の方向について所定間隔を持って並設されるものである
が、繁雑を避けるために一例としてＸ方向の位置検出部
材を部分的に示している。ＸＹの各方向に所定数の位置
検出部材を配設した場合においては、ＸＹを切り替える
ための回路を設けること、あるいはＸＹのそれぞれにつ
いて信号処理回路を複数設けることにより、ＸＹのそれ
ぞれについて信号が検出されることになる。

【００２２】図１に示される実施例では、位置検出部材
１１〜１５はループ型のコイルである。しかし、他の形
状のコイルであってもかまわない。また電磁誘導方式の
場合には位置検出部材は前述のごとくコイルとなるが、
静電誘導方式の場合には電界またはその変化を検出する
ことが可能な部材が使用される。下記の説明では、電磁
誘導方式について本発明の特徴を説明するが、本発明の
特徴は、複数の位置検出部材で検出された複数の信号の
処理を、各信号に対応する信号処理回路からなる複数の
信号処理回路によって並列的に処理することにあるの
で、静電誘導方式等の他の方式の位置検出装置において
も応用することができる。

【００２３】位置指示器２０は、操作者による移動操作
によってタブレット１０の前記の位置検出面の上で自在
に移動し、所望の位置を指示することができる。本実施
例では、位置指示器２０をコードレスで、かつ電源電池
を内蔵しない構造を採用しているために、タブレット１
０の座標検出面の周囲にこれを囲むように送信アンテナ
１６を設け、この送信アンテナ１６を電力供給手段であ
る送信用発振回路５０に接続している。他方、位置指示
器２０には共振回路（コイル２１とコンデンサ２２から
なる）を設けている。送信アンテナ１６と、位置指示器
２０の共振回路との間においては、電磁波の送受が行わ
れる。なお位置指示器２０の内部に電池と発振回路を設
けることも可能であり、また位置指示器２０にコードを
接続して電源をタブレット１０の側から供給するように
構成することもできる。

【００２４】位置指示器２０内に設けられたコイル２１
およびコンデンサ２２からなる前記共振回路は、送信用
発振回路５０で発生されかつ送信アンテナ１６を介して
送出される交番磁界または電波の周波数と実質的に同じ
共振周波数を有する。コンデンサ２３は、スイッチ２４
をオン操作することにより共振回路に付加することがで
き、これによって共振回路の静電容量を変化させ、その
共振周波数を僅かに変えることができる。位置指示器２
０のスイッチ２４をオン操作すると、その操作に関する
スイッチ情報は、位置検出装置におけるタブレット１０
や処理装置３０等を含む本体装置側に伝送される。伝送
の仕方については後述する。図示例ではスイッチ２４の
数は１つであるが、必要に応じて２個以上設けることも
できる。

【００２５】次に位置指示器２０のスイッチ２４をオン
操作したとき、その操作に関するスイッチ情報が位置検
出装置の本体装置側に伝送されるための構成および作用
について説明する。送信用発振回路５０から出力された
高周波電流は、アンプ５１、送受切替回路５８、送信ア
ンテナ１６を経由して位置指示器２０の側に交番磁界ま
たは電波として到達する。位置指示器２０に設けられた
コイル２１およびコンデンサ２２を含む共振回路は、交
番磁界または電波に対して共振作用を生じ、ほぼ同じ周
波数の交番磁界または電波をタブレット１０側に戻す。
このときには、送受切替回路５８は切り替えられてお
り、送信コイル１６は、今度は位置指示器２０の側から
反射されて戻ってくる交番磁界または電波を受け、受信
した信号をアンプ５２を経由して位相比較器５３に送
る。位相比較器５３は、アンプ５２からの信号を送信用
発振回路５０から供給される信号と比較してその差に応
じた出力を、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）５４を介して
信号保持回路（Ｓ／Ｈ）５５に送る。信号保持回路５５
に保持されたアナログ値はＡ／Ｄコンバータ（Ａ／Ｄ）
５６によりディジタル値に変換された後、処理装置３０
内に設けられた中央処理装置（ＣＰＵ）３９に送られ
る。ＣＰＵ３９はその値からスイッチのオン操作の有無
を知り、ホストコンピュータ等の外部機器にスイッチ情
報として出力する。

【００２６】次に、本発明の特徴である位置（座標）検
出作用に関する構成について説明する。本発明の特徴
は、処理装置３０内に複数の信号処理回路３１〜３５が
並列的に設けられ、接続装置４０が、位置検出部材１１
〜１５のそれぞれを信号処理回路３１〜３５に接続する
ことにある。各信号処理回路は、例えば図１に示すよう
にアンプ、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）、検波回路
（ＤＥＴ）、積分回路（ローパスフィルタ：ＬＰＦ）、
信号保持回路（Ｓ／Ｈ）が直列に並べられて構成され
る。

【００２７】上記の接続装置４０は、接続回路４１〜４
６によって構成される。接続回路４１〜４６のそれぞれ
は、各信号処理回路３１〜３５を、対応する位置検出部
材１１〜１５またはグランドに接続する。この接続装置
４０では、接続回路４１〜４５が同時に動作するように
構成され、これにより位置検出部材１１〜１５のそれぞ
れに生じた信号（その後、位置計算に使用される位置信
号）が同時に伝送されて各信号処理回路に取り入れら
れ、対応する各信号処理回路３１〜３５で同時に信号処
理が行われる。ここで「同時」とは、外来ノイズが発生
したときにこの外来ノイズが上記の複数の信号のすべて
に混入するという意味での同時である。

【００２８】前述した位置指示器２０から反射して戻っ
てくる交番磁界または電波は、位置検出部材１１〜１５
に電磁気的結合作用に基づいて電気信号（位置信号）を
生じせしめる。信号処理回路３１〜３５は、接続装置４
０を介してそれらの信号をそれぞれ受けとり、並列的に
処理することにより５種類の信号を最終的に各信号保持
回路で保持する。各信号処理回路３１〜３５の信号保持
回路で保持された信号は、入力切替回路５９およびＡ／
Ｄコンバータ（Ａ／Ｄ）３８を介してディジタル値に変
換された後、処理手段である中央処理装置（ＣＰＵ）３
９に伝送される。中央処理装置３９は、それらの５種類
の位置信号に基づいて位置指示器２０のタブレット１０
上での指示位置のＸＹ座標を計算する。この計算方法と
しては、先に従来技術の項で述べたように、例えば二次
関数で近似してその頂点を求めるやり方が用いられる。
計算されたＸＹ座標は、前述のスイッチ２４の操作情報
と共に、図示しないインターフェース回路を介してホス
トコンピュータ等の外部機器に送出される。

【００２９】上記の並列処理の構成により、消費電力を
低減でき、かつＳ／Ｎ比を向上できる。図２を参照し
て、このような効果が生じる理由を説明する。

【００３０】図２（ａ）は、時間軸（ｔ）とコイルの種
類を表す軸（コイルＮｏ．）と信号強度を表す軸とから
なる３次元の空間において、信号の検出タイミングt1，
t2を示したものである。斜線で示された領域２５，２６
が、信号を検出する時においてＸとＹの各コイルで発生
している信号のレベル状態を示している。図２（ａ）を
図６（ａ）と比較すると、図１の構成に従えば、Ｘコイ
ル５本およびＹコイル５本に関する信号の検出に関し
て、約１０分の１に短縮された時間で信号を検出するこ
とができる。すなわち、時間Ｔの１／１０の時間だけ位
置指示器２０が交番磁界または電波を放射すれば、位置
検出部材１１〜１５が同時に電磁気結合作用でこれを検
出し、電気信号を発生させるからである。

【００３１】図２（ｂ）は本実施例の場合の送信パワー
の発生時間を示している。従来の場合の図６（ｂ）に比
較すると、従来では一定の送信パワーを一組のＸＹ座標
検出ごとに時間Ｔだけ連続して送出していたのに対し
て、本実施例の場合には同じパワーを時間Ｔの１／１０
だけ送出するだけで足りることを示している。

【００３２】図２（ｃ）は、信号検出時に仮に外来ノイ
ズが発生した場合における検出信号への影響状態を示し
たものである。本実施例の構成によれば、発生した外来
ノイズ２７は、ＸＹの各コイルの信号検出部材から出力
される信号はそれぞれに対応する信号処理回路で同時に
取出されるので、これらの信号のすべてに対して重畳さ
れることになる。

【００３３】以上のことから、送信パワーを低減するこ
とにより消費電力の低減を達成できる。一般的に並列処
理を行う信号処理回路の個数をＮ個とすることにより、
送信パワーに関する電力消費を１／Ｎにすることができ
る。またＳ／Ｎ比の向上については、図２（ｃ）に示さ
れるノイズの混入特性等を参照にして次の理由に基づい
て達成される。

【００３４】まず第１には、図２（ｃ）に示されるよう
に、外来ノイズが検出信号に混入される場合において、
検出信号の取込みタイミングがほぼ同時であるので、す
べての信号に対して同等に外来ノイズが混入され、換言
すれば外来ノイズに関して同じ影響を受け、その結果、
座標の計算において外来ノイズはキャンセルされ、外来
ノイズの影響は除去され、Ｓ／Ｎ比が向上する。

【００３５】第２には、ノイズの発生源について考察す
ると、ディジタル信号の方がアナログ信号に比較してノ
イズの原因になりやすい。図１に示す回路において、デ
ィジタル信号を発生するのは、Ａ／ＤコンバータやＣＰ
Ｕの設けられた周辺箇所である。上述のごとく送信パワ
ーの発生時期を従来に比較して１／１０にすることによ
り、ディジタル回路で信号処理を行う期間と送信パワー
を発生させる期間とをずらせることが容易となる。図６
に示した従来の構成では、送信パワーの発生期間とディ
ジタル信号処理の期間とが重なるのに対して、本実施例
の構成では、位置検出部材で検出される信号にディジタ
ル信号が乗らないように、送信パワーの発生期間とディ
ジタル信号処理の期間とをずらすことにより、Ｓ／Ｎ比
を向上させることができる。

【００３６】なお、図１に示した位置検出装置について
は、信号処理回路に関する並列処理の構成の他に、さら
に、消費電力を低減させるための２つの構成が付加され
ている。

【００３７】第１の構成は、信号保持回路５５で得られ
た信号を送信用発振回路５０に送ることである。この構
成により、送信用発振回路の周波数を受信信号の周波数
に一致させることができる。送信信号と受信信号との周
波数は可能な限り近い方がエネルギ損失は少なくなるの
で、消費電力を低減することができる。

【００３８】第２の構成は、パワーコントローラ５７を
設けたことである。このパワーコントローラ５７は、送
信用発振回路５０から出力される信号の強度を制御する
機能を有する。位置検出部材１１〜１５で検出される信
号の強度は、送信用発振回路５０の発する信号の強度に
依存する。従って、検出される信号強度が十分に大きい
場合には、送信用発振回路５０に供給される電源レベル
を小さくし、反対に小さい場合には強くすることによ
り、電源の無駄をなくすことができ、これにより消費電
力を低減することができる。

【００３９】また図１では、送受信切替回路５８の切替
動作により送信用コイル１６が受信コイルを兼用する構
成を示しているが、受信コイルを送信コイル１６と別個
に設けることもできる。また位置検出部材１１〜１５の
それぞれが送信アンテナ、受信アンテナのいずれか、ま
たは両方を兼用するように構成することもできる。

【００４０】図３は、位置検出部材が１５個存在しかつ
信号処理回路が５個しか設けられていない場合における
接続装置４０の構成に関し、他の実施例を示す。１５個
の位置検出部材にはそれぞれＡ〜Ｏまでの符号が付され
ている。また信号処理回路は図１で示した３１〜３５で
あるとし、これらの信号処理回路３１〜３５のそれぞれ
に対応して接続回路４１〜４５が設けられる。接続回路
４１は位置検出部材Ａ，Ｆ，Ｋのいずれかに接続され、
接続回路４２は位置検出部材Ｂ，Ｇ，Ｌのいずれかに接
続され、接続回路４３は位置検出部材Ｃ，Ｈ，Ｍのいず
れかに接続され、接続回路４４は位置検出部材Ｄ，Ｉ，
Ｍのいずれかに接続され、接続回路４５は位置検出部材
Ｅ，Ｊ，Ｏのいずれかに接続される。なお各接続回路に
おいて、望ましくは、図１に示すように接続可能なグラ
ンド端子が設けられている。図３では図示の簡略上省略
されている。

【００４１】次に、図３に示した構成を有する接続装置
４０で、位置検出部材Ａ〜Ｏから出力される信号が選択
されて取り入れられる手順について説明する。この手順
については、図示しないＲＯＭ等のメモリに予め記憶さ
れており、ＣＰＵ３９は、その手順に従って接続回路４
１〜４５の切替操作を行い、得られた信号に基づいてＸ
Ｙ座標を計算する。

【００４２】説明の便宜上、接続装置４０または送受切
替回路５８の切替操作が行われる単位期間を、期間０、
期間１、期間２等と定める。なお、隣合う期間において
は、必要に応じて隙間となる期間が設けられるが、繁雑
さを避けるために、各期間が連続するものとして説明す
る。

【００４３】まず期間０においては、図１で送受切替回
路５８は送信側になっており、接続回路４１〜４５はグ
ランド端子に接続される。送信回路１６から発する交番
磁界または電波に基づき電気的結合作用に起因して位置
検出部材に生じる信号を排除するためである。期間１に
おいては、送受切替回路５８は、受信側に切り替えられ
る。接続回路４１は位置検出部材Ａに、接続回路４２は
位置検出部材Ｂに、接続回路４３は位置検出部材Ｃに、
接続回路４４は位置検出部材Ｄに、接続回路４５は位置
検出部材Ｅにそれぞれ接続される。以下では、接続装置
４０におけるこのような接続状態を「接続装置４０が
（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）になっている」と表現する。

【００４４】送受切替回路５８は、上記理由により、期
間０，２，４，…の偶数期間において送信側に接続さ
れ、期間１，３，５，…の奇数期間において受信側に接
続される。それに対応して接続装置４０の各接続回路で
は、偶数期間においてグランド端子側に接続され、奇数
期間において位置検出部材の側に接続される。位置計算
のための走査は全体スキャンと部分スキャンとに分けて
行われる。次に、図３に示す構成において、最も有効と
考えられる走査の手順について説明する。

【００４５】全体スキャンは、期間１，３，５において
接続装置４０がそれぞれ（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）、
（Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊ）、（Ｋ，Ｌ，Ｍ，Ｎ，Ｏ）とな
るように行われる。ＣＰＵ３９は、信号をバッファメモ
リ等の記憶装置（図示せず）に、期間２において位置検
出部材Ａ〜Ｅの信号として取り込み、期間４において位
置検出部材Ｆ〜Ｊの信号として取り込み、期間６におい
て位置検出部材Ｋ〜Ｏの信号として取り込む。また期間
６では、取り込んだこれらの１５個の信号の中から、ど
れが最大値をとるものであるかを比較により求め、この
最大値に対応する組を予め用意された対応表に従って求
める。具体的に説明すると、例えば、最大値をとるもの
が「Ｊ」である場合には、求める組は（Ｆ，Ｇ，Ｈ，
Ｉ，Ｊ）である。この組は「Ｊ」を中心として５個の位
置検出部材を選択するためのものである。以上が全体ス
キャンの手順である。

【００４６】部分スキャンは、期間７において、全体ス
キャンで求めた組に従って接続装置４０が接続動作する
ことにより行われる。期間８では、部分スキャンで得ら
れた５個の信号に基づいて座標の計算が行われる。

【００４７】上記のスキャン方法は単なる一例であり、
他に各種のスキャン方法を実行できる。また前記説明で
は、偶数期間の全体にわたって送信パワーがオン状態に
なっているように述べているが、送信パワーの供給時間
は位置指示器２０を励振するに足る必要最小限の時間で
十分である。これによって消費電力を低減できる。

【００４８】図４は、基準信号発生回路３６と入力接続
選択回路４６を設け、検出信号を較正する実施例は示
す。基準信号発生回路３６は、安定して同一の基準信号
を発生する回路である。入力接続選択回路４６は、信号
処理回路３１〜３６に入力すべき信号を、位置検出部材
１１〜１５からの信号にするか、または基準信号発生回
路３６からの信号にするかを選択する接続回路である。

【００４９】一般的に、信号処理回路３１〜３５はすべ
て等しい動作特性を有することが望ましいが、ばらつい
て異なる場合もある。そこで、入力接続装置選択回路４
６の選択動作に基づいて定期的な較正のための期間を設
定するように構成される。基準信号発生回路３６からの
基準信号は、入力接続選択回路４６の選択動作により順
次に信号処理回路３１〜３５に送給される。各信号処理
回路の動作特性にばらつきがあると、当該基準信号に基
づいて信号処理回路３１〜３５のそれぞれに出力Ｐ，
Ｑ，Ｒ，Ｓ，Ｔが発生する。この場合、この較正動作の
後、次の較正動作間での間は、例えば、位置検出部材１
１〜１５からの信号処理の結果の出力を、信号処理回路
３１の出力値についてはそのまま、信号処理回路３２の
出力値についてはＰ／Ｑの値を乗じた値で、信号処理回
路３３の出力値についてはＰ／Ｒの値を乗じた値で、信
号処理回路３４の出力値についてはＰ／Ｓの値を乗じた
値で、信号処理回路３５の出力値についてはＰ／Ｔを乗
じた値で用いて、位置計算を行う。

【００５０】前述の「較正」を本実施例では「基準信号
較正」と呼ぶことにする。基準信号較正を実行する手段
はＣＰＵ３９の機能手段の中に含まれ、当該ＣＰＵ３９
は図示しないＲＯＭ等に記憶された手順に従って較正処
理を行う。また入力接続選択回路４６の切替動作に関し
ても、ＣＰＵ３９が制御を行う。

【００５１】前記の基準信号較正は、一定周期で定期的
に行われるのが一般的であり、ＸＹ座標を数回計算する
たびに行うのが望ましい。また、定期的に行うのではな
く、何等かの異常発生を検出する手段を設けることによ
り、当該異常が検出されたときに較正を行うように構成
することも可能である。

【００５２】図５は他の実施例を示し、この実施例で
は、図１に示した構成に対して標準処理回路３７と出力
選択接続回路４７を付加し、これらの回路によって較正
を行うようにしている。その他の構成は図１に示した構
成と同じであり、同一要素には同一の符号を付してい
る。本実施例の較正を前記実施例の較正と区別するため
に「標準処理較正」と呼ぶ。標準処理較正を実行する手
段は、ＣＰＵ３９の機能手段の中に含まれ、ＣＰＵ３９
はＲＯＭ等に記憶された手順に従って当該較正処理を行
う。標準処理回路３７は、信号処理回路３１〜３５に並
列にかつ同様な信号処理回路として別個に設けられた回
路である。

【００５３】出力選択接続回路４７は、位置検出部材１
１〜１５からの信号を、信号処理回路３１〜３５に出力
するか、または標準処理回路３７に出力するかを選択す
る接続回路であり、ＣＰＵ３９の制御によってその選択
動作が行われる。標準処理回路３７への出力を行う接続
動作は周期的に行われ、その周期は、座標を計算するた
めに設定された周期よりも通常は長く設定されている。

【００５４】標準処理較正の一例を説明すると、今、位
置検出部材１１からの信号が信号処理回路３１に送られ
た直後に、出力接続選択回路４７の接続動作に基づいて
その信号が標準処理回路３７にも送られたとする。その
際の出力値がそれぞれＵ，Ｖであるとしたとき、この較
正の後次の較正までの期間は信号処理回路３１の出力値
を実際に出力された値にＶ／Ｕを乗じた値として置き換
えて位置計算に用いるようにする。他の信号処理回路３
２〜３５の各出力値についても同様に処理する。ただ
し、この較正を頻繁にすると、並列処理の構成とした利
点が損なわれるので、数回または数十回の位置計算を行
うのに要する時間を周期として標準処理較正を行うのが
望ましい。

【００５５】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように本発明によ
れば、位置計算に使用される複数の位置信号の処理装置
への取り入れを同時に行う構成を採用し、当該複数の位
置信号を生成するための交番磁界等を発生させる電力を
間欠的に供給できるように構成したため、消費電力を低
減できると共に、外来ノイズが混入しても位置計算に影
響を与えることがなく正確な位置を指示位置を求めるこ
とができ、Ｓ／Ｎ比を向上することができる。また較正
処理を付加することにより、複数の信号処理回路の間で
生じる動作特性のばらつきを調整することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１の実施例を示す構成図であ
る。

【図２】消費電力の低減とＳ／Ｎ比の向上を説明するた
めの図である。

【図３】位置検出部材が１５個、信号処理回路が５個の
場合の接続装置の構成を示す図である。

【図４】基準信号を利用して較正を行う実施例を示す構
成図である。

【図５】標準処理回路を利用して較正を行う実施例を示
す構成図である。

【図６】従来の位置検出装置における経時的な順次スキ
ャンの状態を示す図である。

【符号の説明】

１０タブレット１１〜１５位置検出部材１６送信アンテナ２０位置指示器３０処理装置３１〜３５信号処理回路３６基準信号発生回路３７標準処理回路４０接続装置４１〜４５接続回路４６入力接続選択回路４７出力接続選択回路５０送信用発振回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】位置検出方向に配列され、位置指示器の
側から到来する電界または磁界を検出して、前記位置指
示器によって指示される位置の計算に使用される位置信
号を出力するための複数の位置検出部材と、前記複数の
位置検出部材のそれぞれから出力される前記位置信号を
取り入れて前記位置の計算を行う処理手段を備える位置
検出装置において、前記複数の位置検出部材のそれぞれまたは幾つかをグル
ープ化したもののそれぞれに対応した複数の信号処理回
路と、前記複数の位置検出部材の１つまたは幾つかを前
記複数の信号処理回路のうちの対応するいずれか１つに
接続する接続部とを設け、前記複数の信号処理回路を介
して前記複数の位置検出部材が出力する前記位置信号を
同時に取り入れ、前記処理手段に転送することを特徴と
する位置検出装置。
【請求項２】請求項１記載の位置検出装置において、
前記電界または前記磁界を発生させるために必要な電力
を前記同時取り入れ時に対応させて間欠的に供給する電
力供給手段を備えることを特徴とする位置検出装置。
【請求項３】請求項１記載の位置検出装置において、
基準信号を出力する基準信号発生手段を設け、かつ、前
記接続部は、前記複数の信号処理回路のそれぞれの入力
端を、対応する前記位置検出部材の出力端と前記基準信
号発生手段の出力端のうちのいずれかに選択的に接続す
る接続選択回路を含むと共に、前記処理手段は、各信号
処理回路の前記位置信号に基づく出力値を同じ信号処理
回路の前記基準信号に基づく出力値で較正する較正手段
を含むことを特徴とする位置検出装置。
【請求項４】請求項１記載の位置検出装置において、
前記複数の信号処理回路に対して並列に標準処理回路を
設け、かつ、前記接続部は、前記複数の位置検出部材の
それぞれの出力端を、対応する前記信号処理回路の入力
端と前記標準処理回路の入力端の双方に選択的に接続す
る接続選択回路を含むと共に、前記処理手段は、それぞ
れの前記信号処理回路の出力値を前記標準処理回路の出
力値で較正する較正手段を含むこと特徴とする位置検出
装置。
【請求項５】位置検出方向に配列された複数の位置検
出部材で位置指示器の側から到来する電界または磁界を
検出して位置信号を発生させ、複数の前記位置信号を利
用して前記位置指示器によって指示される位置を計算に
よって求める位置検出方法において、前記複数の位置信号を同時に取り入れ、これらの位置信
号を用いて前記位置の計算を行うようにしたことを特徴
とする位置検出方法。
【請求項６】請求項５記載の位置検出方法において、
前記複数の位置検出部材で検出される電界または磁界を
発生させるための電力を前記同時取り入れ時に対応させ
て間欠的に供給し、前記電力が供給される時期に対応さ
せて前記複数の位置信号を同時に取り入れることを特徴
とする位置検出方法。
【請求項７】請求項５記載の位置検出方法において、
同時に取り入れられる前記複数の位置信号はそれぞれ固
有の信号処理ルートを介して取り入れられ、各位置信号
に対して前記各信号処理ルートの特性に起因するばらつ
きを較正するための信号較正処理が施されることを特徴
とする位置検出方法。